聚氨酯保温材料是泡沫塑料板材重量轻,强度高,绝热效果好,是理想的建筑保温材料,用于屋面隔热,冷库等.这种板材大多覆有面层,故是以硬泡为芯材的夹心板材或称复合板材.面层软,硬质材料均可.软质材料有牛皮纸,聚乙烯涂层牛皮纸,沥青纸,玻璃纤维织物,沥青玻璃纤维织物,铝箔等.硬质面材有钢板(平板及型材),碎木料胶合板,粗纸板,灰泥板,增强水泥板,矿棉板,珍珠岩板,石膏板等. 复合板材加工方法大致分为连续复合成型法,非连续复合成型法,硬泡块料切割法等.连续法劳动力费用低,节能,是较先进的方法.
连续复合成型法
连续复合成型法生产硬质泡沫塑料板材,生产效率高.20世纪60年代初已经工业化,产品主要用在建筑上.建筑物不仅绝热效果好,而且简化屋顶施工过程,大大节省劳动力费用. 连续复合成型法有如下几种类型.
(1)水平复合成型
水平复合成型法制复合板材的过程大致是这样的,复合成型机上有两个连续提供上,下面材的辊筒.泡沫塑料原料连续计量,充分混合后,送到匀速移动的底层面材上发泡.有的底层纸可弯折,使其横截面成矩形.泡沫逐渐上升,接近终止升高时,上层面材与未凝固的泡沫接合.然后,新复合的泡沫被输送至加热区固化,使面材与泡沫很好粘接. 水平连续复合设备,计量与混合部分采用高低压发泡机均可.计量组分二,三,四组分的都有.注料方式有混合头带喷出管或分配管往返移动注料,也有混合头固定,连接配料装置或压料辊把反应物均匀送到底层面材上.泡沫与上,下面材复合后均需送到上,下间距固定的加热区固化,以生成厚度均一,不变形的板材.输送带系统有几种形式:
①下层为由铰链连接的浮动板(图5-4),浮动板对泡沫产生的压力不太大,对硬泡泡孔结构不会有破坏作用,生产速度4～8m/min.
②固定间距运输带(图5-5),优点是生产的板材厚度均匀,由于膨胀中的泡沫可能会对上下面产生压力,故需要采用强有力的运输带.
③上下两面金属压板均封装在一无驱动装置的通道内,通入带压热空气,使泡沫在一定压力下加热固化,通道外设有牵引装置(图5-6),生产速度可达60 m/min.
(2) 双金属面复合法
这种方法实质上是金属异型板材的加工与硬质泡沫塑料发泡成型两种操作的结合.首先把金属板加工成一定特定形状的凹凸板,然后把硬泡原料混合均匀后注入上下金属板之间,发泡成型后得双金属面复合板.图5-7和图5-8分别为双金属面复合成型过程和复合板制品.
金属面材通常为钢板,铝板,其中有一面可以是带彩色的金属板或镀锌板.由于金属面材已加工成一定凹凸形状,所以复合板材刚性较大,不易弯曲,适用于大型建筑屋顶绝热.为了确保硬质泡沫塑料与金属面材间牢固粘接,金属板要预热后才能送到发泡区. 双金属复合板材成型时,有一点要注意.因其面层高低不平,泡沫料液可能会分布不均匀.制造具有较深梯形凹槽断面的复合板材时,在特别深的凹陷部位,可采用预发泡方法,这样整个横截面上的物料分布较均匀.
(3)增强复合板材的成型
为提高复合板材的强度,在成型过程中,加入增强材料是有效的方法.增强材料有钢丝网,天然纤维,合成纤维,玻璃纤维.常用的增强材料是玻璃纤维.玻璃纤维除有增强作用外,还能提高泡沫塑料的阻燃性.例如,普通聚异氰脲酸酯泡沫塑料置于高温火焰中,会炭化并开裂;而嵌入玻璃纤维能有效地阻止裂缝继续加深.含玻璃纤维的复合板材耐冲击,韧性好.这种板材以水平连续复合机加工时,只要另安装一套玻璃纤维添加系统即可,玻璃纤维被连续地送到泡沫反应混合物中.玻璃纤维应预先经表面处理,以提高与泡沫的粘接性.
非连续法生产夹心板
非连续法也称间歇法,适用于生产速率毋需太高,或较厚的,尺寸较大,结构较复杂的板材的加工.
(1)压机注射法
计量泵把化学原料打入混合头,混合均匀后,从模具注料孔把原料注入模具空腔.模具空腔内已事先安放了面材.发泡,熟化后,即可从模具中取出板材. 这种加工方法的优点是设备简单,适应多种品种的生产. 根据应用需要,选用平面或凹凸形面材作复合板的面层,软硬面材均可,模具边框条在泡沫加工完毕后即卸去,可反复使用.其截面设计成凸缘和凹槽相配合的形状,这样,复合板材边缘也形成相应的凹凸形,装配时很方便,并能消除"冷桥",提高绝热效果. 压机注射法的泡沫反应物料,过填充量一般为10%～15%.
压机的选择取决于生产效率.轻型压机夹紧力约100kPa,能满足大多数板材生产的需要.模具中间设有隔板,故一次发泡可得数块板材.生产中温度控制很重要,这关系到硬泡的性能及泡沫与面层材料的粘接性.注料时,面层材料的温度以30～40℃为宜.具体*温度范围取决于面层材料的热导率大小及泡沫反应物料体系的特性.
泡沫在压机中保持*压力的时间,除与原料体系有关外,很大程度上取决于泡沫芯层的厚度及过填充程度.为防止板材离开压机后变形,一般说来,每1cm厚硬泡在压机中保压时间为2～3min.生产中,对保压时间应留有一定的安全系数.因为生产环境条件很难绝对恒定,多少会有一些变化.如,泡沫厚为50～75mm,板材尺寸为3m×1.2m,生产周期约15min,其中注料时间约10s.对于较长的板材,如房屋侧墙板,大型冷藏车的侧壁板,可用分区浇注法,每一分割区都有浇料口.发泡区大小以适合发泡机注料为前提.
另一种方法也适用于生产较长的板材,即专门设计一扁平形状注料设备伸入模具腔内,其移动速度能自控.板材长度可达12m.
(2)垂直复合法
垂直复合法适用于制造大尺寸厚板材,如冷藏库所需的厚度大于100mm的复合板材.对于乳白时间较短,反应速度较快的泡沫塑料原料体系,垂直复合法不需要大输出量的发泡机.输出量为4～15 kg/min发泡机一般能满足生产要求,具体输出量视板材厚度和硬泡密度而定. 还有一些其它复合方法,其原理相近.
