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English淺談聚氨酯彈性體清管器的生產工藝和設備(3)
責任編輯：溫州飛龍聚氨酯設備工程有限公司
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發布時間：2018.12.18
2.2.2甲苯二異氰酸酯（TDI）工業品以T-80為主（TDI-80即2，4—TDI和2，6—TDI兩種異構體的質量比為80：20的混合物），其相對分子量為174.2，凝固點為11.5~14℃，相對密度1.22，粘度(20℃)3.2CPS，是一種芳香族二異氰酸酯，為無色或淺黃色液體，具有強烈的刺激氣味。
2.2.3莫卡（MOCA，3，3’一二氯—4，4’一二苯基甲烷二胺）
相對分子量為267.16，外觀為淺黃色針狀結晶，熔點：100~109℃，液態密度1.26（107℃），使用時需加熱熔化，在高溫或長時間受熱會發生氧化使顏色變深。110℃時極限加熱時間為4小時；在130℃時則為1小時。
2.3生產出合格制品的四大因素（“料”、“機”、“?！?、“用”）
2.3.1“料”合格的原料和合適的工藝
如上所述選用PTMG/330N/220N—T-80-MOCA原料體系，采用予聚體法工藝（高溫型）可生產出合格的清管器制品。
2.3.2“機”聚氨酯彈性體澆注機是CPU生產中的關鍵設備，其主要技術要求如下：
①“準”： 配比精確，計量穩定：采用耐溫耐壓的高精度計量泵及精密傳動、調節和顯示裝置，其計量精度達±0.5%。
②“勻”： 混合均勻，不產生氣泡：采用特殊結構的高速混合頭，當兩組分原液粘度或配比相差很大時，亦能保證混合均勻，使生產的制品宏觀無氣泡，且調節靈活、操作方便。
③“穩”：溫度穩定，準確可靠：原液的溫度變化會影響原液的粘度、壓力、計量精度及混合比，使制品質量無法穩定。尤其是B組分（MOCA）常溫下為固體，若料溫太低則會結死而無法操作，料溫太高則易變色而影響制品質量。常用電加熱的導熱油循環系統，加熱原液，計量泵及澆注頭，由智能型時間比例式數顯溫控儀進行恒溫自控。
④“泡”：成品宏觀無氣泡：通過真空脫泡系統，確保予聚體中無氣泡，保證澆注頭中二個組份混合時不會產生氣泡（和混合頭的型式及澆注頭的密閉性有關）采用適當的澆注方式做到混合料澆注不會發生機械沖擊氣泡。
2.3.3“?！睂τ谀＞叩幕疽螅?/span>
①材料：選擇時應著重考慮：具有足夠的強度；足夠的耐熱性和尺寸穩定性；符合使用壽命要求的耐用性；制造成本較低。當批量生產從耐久性考慮常用金屬材料，單件或試制產品常用環氧樹脂等非金屬模具，若采用壓力合模澆注則應用金屬模具。
②結構：除了保證制品的幾何形狀和尺寸外，還應注意澆注位置，分型面和排氣，以便達到：
a、 便于制品的澆注和脫模；
b、 保證制品工作表面的質量；
c、 便于模腔中氣體的排出；
d、 便于模具的制造和機械加工，降低模具成本。
2.3.4“用”：對原材料、工藝和設備有較深入地了解，能正確地掌握各項工藝條件和有關參數，發生產故障能及時發現和處理。
3、設備：
3.1 予聚體制備（可采用YJF系列彈性體予聚體設備）
3.1.1 低聚物多元醇的脫水：在合成予聚體前，所用的低聚物多元醇必須進行脫水處理（未啟封的多元醇經分析水分含量合格者無需脫水）脫水后其水含量應<0.05%。
脫水方法有連續法和間歇法。連續法（如噴霧干燥法或薄膜干燥法）用于大批量的低聚物多元醇的脫水。小批量生產單位常采用間歇法，在附有攪拌裝置的真空密封的反應釜中進行（應附有真空系統及加熱和冷卻的控溫系統），在100~120℃，真空度5~10 Torr下脫水1~2小時。
3.1.2予聚體合成
可在真空脫水的反應釜中進行，將脫水后的低聚物多元醇冷卻至50~70℃，加入按配方要求經計量的二異氰酸酯，體系自然升溫30～40min后，在80±5℃時保溫反應2~3小時，取樣分析其NCO含量，當和設計值基本相符時，在5～10Torr真空度下脫泡10～40min后即可。
注意要點：
① 由于最新設計和制造的予聚體生產專用反應釜結構特殊，低聚物多元醇脫水和予聚體合成可在同一反應釜中進行。(經過反復實踐，證明效果良好)
②予聚體合成應在干燥氮氣保護下進行。
③ 反應釜須備有冷卻和降溫裝置，故在澆注機A 料罐中合成予聚體就不太理想(不能及時降溫)。
④先加二異氰酸酯或先加低聚物多元醇，可按生產者的技術情況及生產習慣而定。
3.2金屬骨架及模具的予處理
3.2.1金屬骨架的予處理：制品中若嵌有金屬骨架應進行予處理:去除其表面的油污、銹跡、氧化物等。
用砂紙打毛或噴砂處理，使表面粗糙,以擴大結合面積和活化表面;用丙酮，甲苯或三氯乙烯清洗，脫脂并干燥;按粘合劑生產單位推薦的方法用毛刷涂覆或噴涂一定厚度的粘合劑（如NA-1，chemlock218，219等）。在90±10℃的干燥空氣予熱30~60min以備在模具中裝配。
3.2.2模具準備：在烘箱或加熱平臺上組裝模具，噴涂脫模劑及拼裝經予處理的金屬骨架。
在80~1100C下對組裝好的模具予熱30~60min以完成澆注前的準備工作。
3.3 CPU澆注
3.3.1 手工澆注：在容器中加入稱量經脫泡予熱至80~85℃的予聚體，再加入經計量已熔化的MOCA攪拌1~2min使之混合均勻，必要時進行2次脫泡,倒入準備妥的模具中。注意觀察表面出現的氣泡并及時消除，待膠料達到凝膠時，加熱硫化。
手工澆注具有投資省 ,成本低,簡單靈活的特點,常用于小批量制品的生產或新品的試制。但由于可澆注時間短，計量不太準確，混合不太均勻，生產效率低，勞動強度大，產品質量不穩定，廢品率較高。故大批量生產以及大型制品宜采用澆注機澆注。
3.3.2機械澆注（可采用CPU 20（或30）F系列高溫型聚氨酯彈性體澆注機）
氨酯彈性體澆注機的A料罐中為TPMG型予聚體，B料罐中為MOCA，A料如需要可先進行真空脫泡。
啟動A、B介質和原液的加熱系統，使其達到要求溫度（一般A料為80~85℃，B料為110~125℃）并各自循環。按配方要求通過調節計量泵的轉速和排量，使A、B料達到要求的重量混合比。啟動澆注按鈕,則各組份原液在澆注頭的混合腔中進行高速而均勻的混合（攪拌速度可按要求進行調節）。當排出的混合料不含氣泡時（由出料透明軟管觀察），即可往準備好的模具中進行澆注操作。當澆注完成時各組份原液即自動回流至各自料罐， 必要時可對澆注頭的混合腔進行自動洗凈、吹干，以備下次澆注的順利進行。
機械澆注具有配比精確，計量可靠;混合均勻，不會產生氣泡；溫度穩定、調節靈敏的特點?？蓪崿F連續、高效率、產品質量穩定，適于大批量和各型CPU制品的生產。
3.3.2.1澆注機主要由”罐,泵,頭,控”等四部分組成:
（1）“罐”：料罐及其相應的附屬設置
①各組份原液由料罐－計量泵－澆注頭切換－原料罐的全流量循環,可確保料溫均一恒定，流量穩定可靠；
②A料罐可通入干燥的氮氣，防止水氣混入而使原液變質（因予聚體中NCO會和H2O反應），原液回流口設在料罐底部，以防止原液回流時產生氣泡；
③操作時通過調節澆注壓力和回流壓力的平衡(設有可靠的節流及精密的調壓裝置)可提高混合比的精度和吐出量的穩定。
（2）“泵” 計量泵及其調節和顯示裝置:
① 采用耐溫450℃，耐壓10MPa，高硬度(Rc>62)的低速精度計量泵，流量穩定，其轉速和排量成線性關系、準確可靠、維修方便、壽命特長；
② 配置高精度的無級變速電機或變頻調速裝置、調節靈活、顯示精確；
③ 由于計量泵的精密計量及轉速調節范圍較大，當吐出量較?。椿旌媳容^大）或原液粘度很?。ㄈ鏜OCA）亦能保證達到要求的計量精度。
（3）“頭” 混合裝置：
①各組份原液由回流切換到澆注時,迅速同步，不會產生超前滯后。
② 配有高精度的節流和回流調節裝置，靈敏可靠，調節方便,以達到回流壓力和澆注壓力保持平衡，可提高混合比的精度,以保證制品質量。
③ 采用久經實踐考驗的專利混合頭，即使粘度相差很大，混合比懸殊的各組分原液在極短時間內亦能混合均勻，并不會產生氣泡。能快速排除混合腔內的空氣，使初澆注時混合液損耗較少。
④配有特殊結構的旋轉式軸封裝置，做到不倒料,確保潤滑可靠，更換方便。
⑤切換閥采用精密加工的聚四氟密封，調節方便,無熱變形之慮。
⑥各組分別控制的氣動清洗開關配以電腦程控器自動控制清洗程序，可作到澆注后混合腔內能吹干、洗凈，保證下次澆注順利進行。由于澆注液或氣沖用的壓縮空氣均由節流孔進入混合腔，故保證永不睹塞及混合料不倒流。
