Đầu trộn áp cao FP2L Đầu trộn áp cao buồng trộn kép
Nhu cầu về thiết bị có thể tạo ra những bộ phận có nhiều hơn một công thức tăng cao (thí dụ, Công nghệ tạo cứng cho đệm) đã được đáp ưng bằng các đầu trộnCannon FP2L. Những đầu trộn này đặc trưng bằng buồng trộn dạng chữ L nhưng có hai buồng trộn độc lập nhau.
Cannon FP2L 22 High-Pressure Mixing Head
Hai buồng trộn được cấp bởi hai thành phần hóa chất độc lập (Cũng có thể sử dụng hai Isocyanate khác nhau và hai polyol khác nhau) hoặc máy ba thành phần (hai polyol khác nhau và một Isocyanate, chuyển đổi cho hai buồng trộn nhờ vào hệ thống van tự động). Điều này cho phép sử dụng hai công thức khác nhau cho cùng một khuôn hoặc trong các khuôn khác nhau, rất nhanh.
Để phối trộn hoàn hảo các công thức có biến thiên độ nhớt và lưu lượng ra cao, đầu trộn được gắn thêm một thiết bị cơ khí giúp điều khiển piston tự rửa trung tâm.
Lợi ích khác của đầu trộn Cannon FP2L nhờ vào khả năng lưu lượng ra cao, thực hiện trong đầu trộn nhỏ và khối lượng giới hạn. Điều này là yếu tố vô cùng quan trọng vì nó cho phép sử dụng robot hay ít nhân công hơn và khai thác tối đa lợi ích. làm việc nhanh hơn.
Gần đây đầu trộn mới FP2L 32 được tung ra thị trường giúp tăng khoảng đầu trộn áp suất cao của Cannon và nó cũng là đầu trộn lớn nhất mà Cannon sản xuất. Mẫu này được thiết kế đặc biệt dùng cho sản xuất mút mềm lạnh (cold flexible foams) cho đồ nội thất và công nghiệp xe hơi.
Đầu trộn áp caoCannon FP2L 32
Đầu trộn này, nhờ có tổng lưu lượng ra lớn , có thể đáp ứng cho mút phức hợp và những sản phẩm lớn, đòi hỏi dùng nhiều mút. Về mặt này nó trở nên vô cùng quan trọng cho khách hàng sản xuất ghế bành và sofa có sẵn khung trực tiếp trong khuôn, các bộ phận đổ mút một bước hay nhiều bước. Trong trường hợp này, thành phẩm có thể có khối lượng từ vài trăm gram lên đến 40 kilogram.
Loại và lưu lượng của đầu trộn dạng FP2L:
Hãy nhắc nhở để sửa chữa những ngôn từ mang nặng tính quảng cáo nhé!:24h_021:
Cannon LN 10 High-Pressure Mixing Head
Đầu trộn này phù hợp cho sản xuất panel sandwich (panel có bề mặt kim loại ốp bên ngoài) không liên tục, đầu trộn LN có thể tạo ra mút cứng tỷ trọng thấp , nhờ có thiết kế buồng trộn thẳng suốt. Đơn giản và chắc chắn, kiểu đầu trộn LN được thiết kế để làm việc đổ khuôn kín.
Cannon LN 30 High Pressure Mixing Head
Đầu trộn Cannon LN hiện có các mẫu sau:
TRIO 18 High-Pressure Mixing Head
Đặc biệt quan trọng là làm sao phối trộn sợi và hóa chất trực tiếm bên trong buồng trộn. Đầu trộn TRIO có ba luồng đi vào buồng trộn, các kim phun gắn một một góc 120° so với nhau.
Điều chỉn đơn giản áp suất đổ, bằng ba kim phun đơn khác nhau, bảo đảm dòng chất cân bằng về động năng.
Cannon Trio là đầu trộn có lưu lượng ra cao và có thể dùng cho công thức polyure khả năng phản ứng cao là vì:
Cannon AX Multi-Component High-Pressure Mixing Head
Cannon AX được phát triển đặc biệt cho sản xuất các bộ phận mút mềm hay mút cho đồ nội thất dùng công thức nhiều thành phần sử dụng khuôn lạnh hay khuôn nóng. Trong đầu trộn AX, bốn thành phần hóa chất khác nhau có thể được bơm nhanh vào trong buồng trộn và hoàn lưu ở áp suất cao dọc theo bốn đường rãnh chuyển vào buồng trộn làm sạch piston trước khi tạo mút.
Samples of Different Component Combinations
Cannon AX hiện có các mẫu sau:
Cannon ZX High-Pressure Mixing Head
Chú ý rất quan trọng đó là độ dày của đầu trộn chỉ 25 mm! Điều này giúp nó có thể đi và trong hốc dọc theo trục ống thép để tạo ra đường ống có lớp phủ polyurehtan tỷ trọng cao. Cả hai đường ống chạy cùng chiều ở cùng tốc độ.
InterWet FPL 18 High-Pressure Mixing Head
Hoạt động định lượng và nạp thành phần rắn từ phần trên của đầu trộn được điều khiển cơ học và được hỗ trợ bằng khí nén cực mạnh. Cung cấp diễn ra đồng thời vào hỗn hợp hóa chất lỏng trong buồng trộn.
Để sản xuất các bộ phân PU gia cường bằng sợi thủy tinh, trên đỉnh đầu trộn cần gắn thiết bị cắt chuyên dụng và tích hợp gọn. Bộ phận kéo và cắt điều khiển bằng thủy lực giúp linh hoạt tối đa khi muốn thay đổi lượng sơi thủy tinh bay ra. Điều chỉnh kích thước của sợi thủy tinh có thể dễ dàng tùy theo lượng dao gắn trên thiết bị cắt.
Chuyển động nhiễu loạn cao - hình thành và duy trì trong một buồng trộn nhỏ tương ứng trong đó dòng của hai hóa chất đi đến. hóa chất được định lượng trong một buồng thông thường và sau đó bơm vào buồng trộn kích thước không đổi, ở đó chúng đạt được năng lượng cần thiết.
Cuối buồng trộn dòng chất chảy trệch một góc L vào trong một buồng lớn hơn, sự chuyển động hỗn loạn chậm lại và cho ra hỗn hợp trộn đều.
Cannon Low-Pressure Mixing Heads
Sự khác biệt ở đầu trộn này là sự phân phối cơ học của dòng chất giúp giữ cho hai hóa chất phân chia đúng vào lỗ phun, giúp ngăn sự nhiễm bẩn ngược.
Đầu trộn áp thấp sử dụng nhiều loại hóa chất, dùng để tạo gioăng PU, gioăng cho chi tiết máy trong xe hơi, thiết bị điện…
(Hình và nội dung (có bổ sung) lấy từ Polymer Foam Hanbook, Elsevier 2007)
(Hình minh họa lấy từ Polyurethane as special chemical)
Hiện tại, các máy phun xốp hoặc là sử dụng bơm bánh răng, hoặc sử dụng bơm piston. Những máy phun áp xuất thấp chủ yếu sử dụng bơm bánh răng. Các máy phun xốp áp cao, tùy vào nhu cầu và tài chính của khách hàng mà sử dụng bơm bánh răng hay bơm piston.
(Hình 1)
Chất tăng mạch thường dùng là butanediol hay các diamine. Một quá trình sản xuất đặc trưng gồm có trộn MID và polyol ở 80 độ C trong nhiều giờ dưới điều kiện khí trơ. Sau đó chất tăng mạch được cho thêm vào và khuấy cho đến khi nhiệt độ bắt đầu tăng lên. Vật liệu sau đó được đổ vào khuôn và nâng nhiệt lên đến 110 – 130 độ C trong nhiều giờ để đẩy mạnh lưu hóa. Lưu hóa sau đó tiến hành trong khoảng 24 giờ ở nhiệt độ 110 độ C để phản ứng hóa học xảy ra hoàn toàn.
Tạo ra dạng polyurethane đàn hồi từ tiền polyme và chất tăng mạch, quá trình diễn ra như phản ứng sau:
Hình 2
Phương pháp này sản xuất ra được polyurethane đàn hồi có thành phần kiểm soát được. Ngoài ra, polyme cũng có thể sản xuất được bằng quá trình phun một lần (“one shot”), ở đây tất cả các thành phần hóa chất được trộn cùng nhau tại cùng thời điểm. Kết quả là polyme có thành phần mang tính chất thống kê (phân bố ngẫu nhiên giữa polyol và chất tăng mạch trong chuỗi polyme), phụ thuộc vào hoạt tính hóa học và sự khác biệt của diol tương ứng. Tính chất cũng khác nhau phụ thuộc vào polyme được tạo ra từ quá trình tạo tiền polyme trước đó. Nồng độ của phân đoạn mềm được điều khiển bằng tỷ lệ chất tăng mạch/polyol.
Khi ép lực lên polyurethane đàn hồi, phân đoạn mềm duỗi ra tạo nên sự biến dạng, trong khi phần cứng ngăn sự trượt của mạch, tạo nên sự biến dạng cưỡng bức. Tính chất của polyurethane đàn hồi phụ thuộc vào loại diisocyanate, chất tăng mạch và polyol kể cả phụ thuộc vào kích thước và nồng độ của phân đoạn mềm và phân đoạn cứng. Phân đoạn cứng ở nồng độ thấp (dưới 30% khối lượng) các vùng cứng sẽ có hình cầu phân tán (liên tục) trong mạng pha mềm. Tăng nồng độ phân đoạn cứng, hình cầu chuyển sang dạng elip và thon dài ra dần cho đến khi có dạng hình que. Khi mỗi pha chiếm 50%, hình thái giống như những phiến mỏng, tức là, cấu trúc chứa tuần tự những lớp của pha cứng và pha mềm. Khi nồng độ phần cứng cao hơn một chút, lúc đó xảy ra sự đảo pha và phần pha mềm trở nên không liên tục phân tán trong pha cứng. Do đó, khi tăng nồng độ phân đoạn mềm từ không đến giá trị cực đại, hai pha đảo lại thấy rõ, đầu tiên xảy ra khi pha mềm trở nên liên tục (đặc trưng ở khoảng 35% nồng độ pha mềm) và tiếp theo khi pha cứng trở thành không liên tục (đặc trưng ở 65% nồng độ pha mềm). Polyurethane ở mức nồng độ pha mềm thấp thì dai, giống kiểu nylon, ở nồng độ pha mềm cao thì vật liệu trở nên đàn hồi mềm (độ cứng thấp). Nồng độ trung bình cho ra dạng đàn hồi cứng. Sự tách pha có thể diễn ra vì không thể trộn lẫn giữa phân đoạn cứng và phân đoạn mềm. Độ tách pha (hay trộn pha) ảnh hưởng lên tính chất của polymer và nó phụ thuộc vào cấu trúc của phần cứng và phần mềm, kể cả phụ thuộc vào nhiệt độ. Thường pha cứng là dạng tinh thể. Thí dụ, điểm chảy của phần cứng chứa MDI và butane diol nằm trong khoảng 180 đến 200 độ C, và nó phụ thuộc vào khối lượng phân tử của phân đoạn cứng. Nhiệt thủy tinh hóa của phần vô định hình của phần cứng phân tử lượng cao khoảng 80 độ C. Sự trộn pha ở trên điểm chảy xảy ra chủ yếu và ở polyester polyurethane thì cao hơn ở polyether polyurethane. Phần mềm của Polybutadiene và đặc biệt là silicone phần mềm hầu như tách pha hoàn toàn ngay cả ở dạng chảy. Bằng cách tôi lúc chảy, có thể trộn cấu trúc pha ở mức độ nào đó, tuy nhiên nó sẽ không ổn định và bị biến đổi theo thời gian. Làm lạnh từ từ trạng thái chảy hoặc tạo ra bản mỏng từ dung dịch sẽ cho ra độ tách pha cực đại.
Công nghệ elastomer thường sử dụng MDI, mặc dù dạng đàn hồi đầu tiên do Bayer sản xuất dựa trên diisocyanate là NDI. TDI về nguyên tắc không cho độ đàn hồi cao trừ khi sử dụng chất tăng mạch là diamine chứa vòng benzen.
Phân đoạn mềm polyester chịu nhiệt tốt hơn, bền oxi hóa, chịu dầu, chịu dung môi, chịu mài mòn cao và tăng độ bền cho elastomer, nhưng dạng elastomer này kém bền với nước, a xit, bazơ so với polyether urethane. Polyether urethane nói chung có Tg (nhiệt thủy tinh hóa) thấp và phù hợp với điều kiện nhiệt độ thấp. Phân đoạn mềm hình thành từ polypropylene oxit không chuyển thành tinh thể dưới bất kỳ điều kiện nào và có độ linh động tuyệt hảo. Polyurethane dựa trên PTMO (polytetramethylene oxide) có những đặc tính siêu cấp và có sự cân bằng hoàn hảo giữa các tính chất.
Chất tăng mạch thường dùng nhất là butanediol, nhưng khi cần các modun lớn hơn hay sức bền cao hơn thì cần sử dụng chất tăng mạch dạng aliphatic – aromatic (các chất chứa vòng benzen gốc béo) như là p-bis(hydroxyethoxy)benzen hay các diamine chứa vòng benzen gốc béo. Các amine ban đầu quá nhanh và không phù hợp cho việc sản xuất ngoại trừ những trường hợp đặc biệt. Chất làm chậm phản ứng có thể được đưa vào nhằm cản trở về mặt không gian như là 3,3’ – dichloro -4,4’ – diamino phenylmethane (MOCA):
MOCA là chất gây ung thư mạnh do đó cần được sử dụng thật cẩn thận, an toàn.
Một cách tác động lên tính chất của urethane elastomer là dùng lượng dư isocyanate. Nếu NCO/OH cao hơn một, kết quả polyurethane sẽ có độ cứng và độ bền cao hơn. Tối ưu dư NCO khoảng 2-5% .
Phân tử lượng của polyol (phân đoạn mềm) ảnh hưởng lên modun của elastomer. Polyol càng dài thì làm cho elastomer càng mềm.
Nhiệt thủy tinh hóa của pha mềm trong elastomer dựa trên polytetramethyleneoxide là – 43 độ C khi phân tử lượng của polyol là 650, Tg = -60 độ C cho polyol Mc = 1000 và Tg = -80 đối với Mc = 2000. Do đó, với elastomer bán cứng và dạng foam (mút), phân tử lượng của polyol cần bé hơn 1000. Modun của polyurethane elastomer có thể nâng lên bằng cách thêm chất độn. Các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất của polyurethane elastomer được tổng kết như sau: