做实验小泡是聚氨酯软泡生产必备环节。实验小泡原料给量受搅拌桶直径、搅拌器效果、小泡模箱大小的限制。搅拌桶直径决定实验小泡原料液面高度,原料液面太高不容易搅拌均匀,原料液面太低TDI倒入搅拌时混进空气过多造成泡孔结构差。一般说来,直径13厘米左右的搅拌桶适合TDI配方用量在200~300克之间。
在做实验小泡时,通常会关注TDI用量来确定小泡体积。因为TDI用量是由水计算出的,水用量占发泡指数绝大部分,因此确定TDI用量就大致确定了小泡体积。例如,小泡模箱长乘宽乘高通常是:30乘30乘30厘米,35乘35乘35厘米两种。经验表明35乘35模箱TDI用量的中间值在280克左右,14密度以下TDI值在250克左右,35密度以上TDI值在310克左右,如此一来发泡的高度适中,既不会比模箱高,也不会发得很矮。(备注:这密度指除去石粉的密度,既不加粉时的净密度)。把以上TDI用量值乘以0.735就得出30乘30乘30乘30厘米模箱的实验小泡不同密度区间的TDI合理用量。
例题:
已知我厂小泡模箱是35乘35乘35厘米,要做以下机泡配方小泡实验,请问配方如何缩放。
例如机泡配方(仅举例用)
黄油 | 0 |
白油 | 22.75 |
石粉 | 78(1:1) |
TDI | 41 |
水 | 2.99 |
硅油 | 1.04 |
A33 | 0.81(1:4) |
锡 | 0.75(1:4) |
甲烷 | 5 |
计算知上面机泡配方是净密度大于14的,所以发35乘35厘米模箱小泡TDI取280克。280除以41 = 6.829。把上面配方所有组份的量分别乘以6.829,即把上面配方放大6.829倍就得到下面小泡实验配方,单位是克。
实验小泡配方
黄油 | 0 |
白油 | 155.4(大料精确一位) |
石粉 | 532.7(1:1) |
TDI | 280 |
水 | 20.4 |
硅油 | 7.10(小料精确二位) |
A33 | 5.53(1:4) |
锡 | 5.12(1:4) |
甲烷 | 34.1 |
建议用精确值0.01克电子称称量。用一次性注射器针筒滴定。夏天太热时要在空调房内做小泡实验。聚醚与石粉最好预先混合。注意量取记录原料温度和室内温度。小泡模箱内可打黄油便于清理,也可垫两张长条的发泡用牛皮纸。甲烷放入原料中搅拌后可引起温度变化,可将甲烷最后放入。装TDI缸子要用TDI先过一下,否则TDI要少2~5克。要记录小泡乳白时间、出气时间(没出气时要记录小泡上升最高位后下降的时间)、用手能抓起时间。
机泡通常比实验小泡:撕裂强度增加、密度降低、硬度降低。实验小泡越小,发泡时越稳定。当做超软泡等稳定性差的海绵,实验小泡与机泡在稳定性上的差别就显现出来,这是因为实验小泡与机泡内在反应速度相差较大,例如实验小泡泡内温度很难超过100摄氏度,机泡泡内温度通常在120~160摄氏度。具体表现是:做中低密度超软实验小泡时,实验小泡锡增或减5%~10%后,实验小泡也许不会破或者闭孔,而在中低密度超软机泡中如增加或减少5%~10%的锡,那泡沫一定会出现破和闭孔。
从实验小泡去体验机泡,经验起到关键作用。发泡是动态的,像打乒乓球一样,建立动态灵活的思维才能在生产中把反应原理、发泡参数、物性要求统筹兼顾。
本文作者:樊双贵,九十年代在外企(当时是广东海绵领军企业)发泡八年,先后被集团调到深圳,广州,上海培养。接触的机械有:聚醚低压机、聚醚高压机、聚酯高压机。离开外企后一直发泡至今。