PU 발포의 이소시아네이트와 폴리올: 비율, 반응 및 기계 선택

On a refrigerator cabinet line, a two-point rise in foam scrap rarely starts at the mixhead. It often starts when a new polyol drum arrives with a different hydroxyl value, or an isocyanate lot reports slightly lower NCO content. The shot weight is unchanged, but the reactive pair is not. Treat isocyanate and polyol as one chemical system: the urethane network, cure speed, demold strength and scrap rate all depend on their balance. Publicly compiled data cited by Wikipedia's polyurethane entry put global polyurethane output at about 25 million metric tons in 2019, so a small ratio error becomes a large material loss at production scale.

이소시아네이트-폴리올 반응이 실제로 하는 일

핵심 반응은 간단합니다: R-N=C=O R'-OH -> R-NH-COO-R'. 폴리올의 알코올 그룹은 이소시아네이트 그룹을 열어 우레탄 결합을 형성합니다. 폴리올은 수산기 기능, 사슬 길이 및 점도를 제공합니다. 이소시아네이트는 NCO 함량과 기능성을 제공합니다. NCO/OH 지수는 네트워크의 교차 연결 정도를 제어합니다.

폼에서 물은 이소시아네이트와 반응하여 CO2를 방출하고 요소 결합을 생성할 수 있는 반면, 사이클로펜탄과 같은 물리적 발포제는 NCO를 소비하지 않고 가스를 추가합니다. 그렇기 때문에 수지 데이터 시트에서는 올바르게 보이는 공식이 금형에서는 여전히 실패할 수 있습니다. 전달된 비율, 온도 및 혼합 품질에 따라 실제로 발생하는 반응이 결정됩니다.

폴리올 및 이소시아네이트 선택: 라인을 이동시키는 특성

4~6가지 속성은 펌프 설정, 충돌 혼합 및 탈형 시간을 변경하므로 기계에서 가장 중요합니다. 일반적인 등급 설명이 아닌 로트별 값을 요청하세요.

표 1. 공급업체 데이터 시트뿐만 아니라 배치 기록에 속하는 재료 특성.
재산	라인에서 중요한 이유	확인해야 할 사항
폴리올 수산기 값	OH 등가물을 설정하고 비율을 이동합니다. 많은 변화는 폼 경도와 치수 안정성을 움직일 수 있습니다.	모든 로트에 대한 분석 증명서 들어오는 COA가 오래된 경우 실험실 적정.
폴리올 점도	펌핑 가능성, 필터 압력 및 충돌 혼합을 유도합니다. 점도가 높으면 믹스헤드가 고갈될 수 있습니다.	일일 탱크 또는 사전 혼합 시스템이 실제로 유지하는 온도에서의 점도입니다.
폴리올 기능성	가교 밀도를 변경합니다. 기능성이 높을수록 강도는 향상되지만 신율은 감소합니다.	물은 이소시아네이트를 소비하므로 기능성 및 수분 함량.
이소시아네이트 NCO 함량	NCO 등가물을 설정합니다. 작은 %NCO 변경에는 새로운 비율이 필요합니다.	%NCO, 점도 및 보관 온도; MDI는 차가우면 결정화될 수 있습니다.
이소시아네이트 유형 및 기능	방향족 TDI, MDI 및 PMDI는 반응성과 흐름이 다릅니다. 색상 안정성이 중요한 경우에는 지방족 등급이 사용됩니다.	폴리올 블렌드와의 반응성 프로파일 및 호환성.

추측하지 않고 NCO/OH 잔액을 계산하는 방법

공급업체의 "1:1" 라벨이 아닌 동등한 라벨을 사용하세요. 산술은 간단합니다.

이소시아네이트 당량 = 이소시아네이트 질량(g) x %NCO / 42.02.
폴리올 당량 = 폴리올 질량(g) x OH 값 / 56,100.
지수 = NCO 등가물 / OH 등가물 x 100.

예를 들어, OH 값이 350mg KOH/g인 폴리올 100g은 0.624 OH 등가물을 제공합니다. 31.5% NCO에서 지수 1.05에 도달하려면 약 87.4g의 이소시아네이트가 필요합니다(0.624 x 1.05 x 42.02 / 0.315). 이는 계산 예시이며 권장 공식은 아닙니다. 유용한 수치는 공차입니다. 펌프가 ±2% 비율을 유지하지만 원자재 로트가 5%만큼 이동하는 경우 기계는 변동의 주요 원인이 아닙니다.

폴리올 100g당 이소시아네이트 수요 계산

가정: 31.5% NCO, 지수 1.05, 등가 중량으로 계산. 공식 권장 사항이 아닙니다.

혼합 및 분배: 화학과 장비가 만나는 곳

고압 충돌 혼합은 두 스트림이 동시에 적절한 압력, 온도 및 비율에 도달할 때만 작동합니다. 헤드라인 압력은 좋지만 로우 샷 반복성이 낮은 기계는 한 교대에서는 좋은 패널을 생산하고 다음 교대에서는 미성형 샷을 생산합니다. 구성을 선택하기 전에 턴다운 비율, 최소 생산 샷에서의 비율 정확도, 데이 탱크에서 믹스헤드까지의 온도 제어 등 세 가지 사항을 확인하십시오. 차이점은 다음과 같습니다. 고압 대 저압 발포 기계 화장품이 아니다; 이소시아네이트-폴리올 반응이 믹스헤드에서 시작되는지 아니면 금형에서 시작되는지가 변경됩니다.

Two-Component Polyurethane High-Pressure Foaming Injection Machine

2액형 폴리우레탄 고압 발포 사출기 A/B 비율과 온도를 조절할 수 있는 PLC 제어 고압 계량 및 혼합 기계로 대부분의 폴리우레탄 금형 및 일일 생산에 적합합니다. 제품보기 →

다중 스테이션 라인의 경우 레시피 안정성은 인덱서 드웰 및 샷 간 간격을 견뎌야 합니다. 턴테이블 라인은 작업자 이동을 줄일 수 있지만 측정 장치와 건 경로가 사이클과 일치하는 경우에만 가능합니다. 로봇 장착 믹스헤드에도 동일한 규칙이 적용됩니다. 반복성은 모션 문제 이전에 비율과 압력 문제입니다.

Turntable Foam Injection Production Line

턴테이블 폼 사출 생산 라인 PLC/터치스크린 제어 및 결합 가능한 고압 발포 또는 조작기를 갖춘 로딩, 발포, 경화 및 탈형을 위한 연속 멀티 스테이션 턴테이블 라인. 제품보기 →

2액형 고압 발포 시스템

그림 1. 비율은 계량 장치에서 설정되지만 믹스헤드와 금형에서 입증됩니다.

사이클로펜탄 발포: 폴리올-이소시아네이트 시스템은 레시피의 절반에 불과합니다.

사이클로펜탄은 물이나 HFC를 즉시 대체할 수 있는 것이 아니라 인화성 물리적 발포제이기 때문에 장비 관련 대화를 변화시킵니다. 폴리올/이소시아네이트 비율은 여전히 폴리머 네트워크를 제어하지만 발포제는 제어된 조건에서 사전 혼합, 저장, 계량 및 환기되어야 합니다. 정적 접지, 가스 감지, 폭발 방지 전기 장치 및 일관된 사전 혼합 농도는 액세서리가 아닌 프로세스의 일부입니다. 사이클로펜탄 농도가 변하면 NCO/OH 지수가 완벽한 경우에도 밀도와 치수 안정성이 함께 변합니다.

Cyclopentane Premix System for Polyurethane Foam Production

폴리우레탄 폼 생산을 위한 사이클로펜탄 프리믹스 시스템 저장, 계량, 혼합, PLC 제어 및 발포 기계로의 이송을 통해 설정된 비율 및 유량으로 시클로펜탄과 POLY를 측정하고 혼합합니다. 제품보기 →

실용적인 구매 전 체크리스트

구매 주문 전에 이 7개 항목을 한 페이지에 넣고 공급업체가 동일한 가정을 확인하도록 하십시오.

로트별 OH 값, %NCO, 점도, 수분 함량 및 기능성.
하나의 고정비율이 아닌 목표지수와 허용오차입니다.
최소 및 최대 샷 무게; 둘 다에서 펌프 턴다운과 비율 정확도를 확인하십시오.
주간 탱크에서 믹스헤드까지의 공정 온도 범위와 제어 방법.
믹스헤드 청소 루틴 및 폴리올 블렌드와의 용매 호환성.
사이클로펜탄의 경우 사전 혼합 정확도, 환기, 접지, 가스 감지 및 영역 분류.
승인 테스트: 비율 검증, 샷 반복성, 폼 밀도, 탈형 시간 및 폐기율.

자주 묻는 질문

이소시아네이트와 폴리올의 차이점은 무엇입니까?

폴리올은 수산기를 제공합니다. 이소시아네이트는 NCO 그룹을 제공합니다. 그들은 반응하여 우레탄을 형성합니다. 폼에서는 비율과 발포제가 밀도, 강도 및 경화를 결정합니다.

PU 폼의 올바른 이소시아네이트 대 폴리올 비율은 얼마입니까?

보편적인 비율은 없습니다. OH 값과 %NCO에서 등가물을 계산하고 지수 창을 설정한 다음 생산 온도와 샷 크기에서 이를 검증합니다.

폴리올 OH 값이 폼 경도에 영향을 줍니까?

예. OH 값이 높을수록 일반적으로 가교가 더 많고 폼이 더 단단하다는 것을 의미하지만 이소시아네이트 함량, 물 및 밀도도 경도를 변경합니다.

PU 폼이 수축되거나 갈라지는 이유는 무엇입니까?

일반적인 원인으로는 지수 드리프트, 과잉 촉매 작용, 불충분한 탈형 강도 또는 사이클로펜탄 농도 변화 등이 있습니다. 금형을 교체하기 전에 원재료 COA와 Shot ratio를 확인하세요.

사이클로펜탄이 HFC 발포제를 대체할 수 있습니까?

많은 경질 폼 응용 분야에 사용할 수 있지만 사전 혼합, 환기, 정전기 제어 및 폭발 방지가 필요합니다. 장비 및 안전 검토는 선택 사항이 아닙니다.

고압 PU 발포에는 어떤 장비가 필요합니까?

일반적으로 계량 탱크 2개, 고압 펌프, 믹스헤드, 온도 제어 장치, 몰드 또는 라인으로 구성됩니다. Cyclopentane은 사전 혼합 및 안전 시스템을 추가합니다.

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