Производство плит из пенополиуретана

 

1.3. Выбор и обоснование  технологического способа производства

       Основными способами производства жесткого пенополиуретана (плит) являются:производство непрерывным методом и методом заливок и напыления.

Непрерывный метод

       Технологический процесс получения плит из пенополиуретана  непрерывным методом состоит из следующих основных операций:

• подготовки сырья;
• смешения компонентов вспенивания и формования блоков;
• термообработки;
• обрезки кромок и разрезки блока на плиты.

       Подогретые  до 20…25°С компоненты дозировочными  насосами подаются в смесительную головку  смесительной машины, где они быстро (в течение 3…5 с) перемешиваются. Смесь  заливают на непрерывно движущуюся ленту  конвейера или в специальные  формы, закрепленные на конвейере. Чтобы  пенополиуретан не прилипал, ленту  и формы выстилают бумагой.

Основные  технологические параметры процесса вспенивания – время начала вспенивания  композиции (время старта), которое  для разных заливочных составов колеблется от 10 до 70 с, и время подъема пены, составляющее от 70 до 240 с. При непрерывном  изготовлении изделий отвержденная лента разрезается с помощью  специального устройства на плиты заданной длины. Из формы или формовочного устройства изделия извлекаются  после охлаждения через 15…30 мин  в зависимости от объема изделия. В формах для выхода газа сделаны  отверстия диаметром 3…5 мм. Объем  композиции при вспенивании увеличивается  в 10…20 раз.

Метод заливок и напыления

       Производство  плит из пенополиуретана методом заливки осуществляют периодическим или непрерывным способами, а методом напыления – непрерывным способом.

       Технология  заливки или напыления пенополиуретана состоит из следующих операций:

• подготовки формы или поверхности для напыления;
• расчета и приготовления компонентов;
• смешения компонентов;
• заливки или напыления реакционной смеси;
• отверждения пенопласта.

       В формы смесь заливают, если необходимо получить изделия заданной формы: плиты,полуцилиндры. Заливку смеси под металлический кожух производят на месте монтажа. Для этого металлический кожух устанавливают от изолируемой поверхности на расстоянии, равном толщине изоляции. Необходимое расстояние обеспечивают установкой дистанционных колец, по которым и устанавливается кожух.

       Состав  заливочного пенополиуретана ППУ-331, мас. ч.: компонент А– компонентА2-331М-78; диметилэтаноламин (катализатор) – 0,1–0,8; хладон-11 (вспениватель) – 15–21,5; компонент Б–полиизоцианат– 103–116. В герметичную емкость заливочной машины подают компонент А, заранее перемешанный в емкости, которая установлена на весах. Во вторую емкость машины заливают компонент Б. Далее сжатым воздухом оба компонента через смесительную головку, в которой они смешиваются и вступают в химическую реакцию, подают в форму или под кожух. Смесь вспенивается и застывает в виде твердой пены. Время начала вспенивания заливочной смеси (время старта) 60–90 с, причем время заливки смеси на несколько минут меньше времени старта, что дает возможность получать прочное соединение с ранее залитой порцией без опасения погасить вспенивание предыдущей порции смеси. Время твердения смеси с начала заливки 100–180с.[2]

 

1.4. Новое в производстве  изделия

       В ходе выполнения курсового проекта  был произведен патентный поиск  глубиной 3 года. Были найдены следующие технические решения:

1. Патент № 81751 – Панель ограждения.

Формула полезной модели

       1. Панель ограждения, характеризующаяся  тем, что она представляет собой  прямоугольную плиту из  пенополиуретана, в которую заделан армирующий прямоугольный блок, состоящий из двух металлических сварных сеток и расположенного между ними камышитового мата, при этом внутри плиты вдоль ее противолежащих сторон заделаны закладные элементы, выходящие на поверхность плиты своими концевыми торцами и служащие для обеспечения установки и крепления панели на столбах ограждения.

       2. Панель по п.1, характеризующаяся  тем, что каждый закладной элемент  выполнен в виде трубки с  приваренными к ее наружной  поверхности проволочными элементами, посредством которых трубка прикреплена  к металлическим сеткам армирующего  блока.

       3. Панель по п.1, характеризующаяся  тем, что в плиту заделан,  по меньшей мере, один деревянный  брусок, выходящий одной из своих  поверхностей на поверхность  плиты заподлицо с ней.

       4. Панель по п.1, характеризующаяся  тем, что поверхности панели  декорированы.

 

  

2. Патент  № 2418810 – Способ формования пенополиуретанов с  улучшенной теплопроводностью.

       Реферат:Настоящее изобретение относится к формованному жесткомупенополиуретану для применения в бытовых электроприборах, имеющему отношение плотности формованного пенополиуретана (кг/м³) к λ (10°C) (мВт/м·К), измеренной через 24 ч после получения пенополиуретана, от 1,65 до 2,15, а также формованную плотность 33-38 кг/м³.Данный пенополиуретан получен способоминжектирования в замкнутую полость формы реакционной смеси при коэффициенте уплотнения 1,03-1,9, где полость формы находится при пониженном давлении от 300 до 950 мбар, и реакционная смесь содержит: (А) органический полиизоцианат, (В) физический вспенивающий агент, (С) полиольную композицию, содержащую, по меньшей мере, один полиол с функциональностью 3 или более и гидроксильным числом в интервале от 300 до 800, (D) воду, составляющую 0-2,5 мас.% общей полиольной рецептуры, (Е) катализатор и (F) вспомогательные вещества и/или добавки. Технический результат – оптимизация рецептур пенополиуретанов с получением жесткогопенополиуретана, имеющего низкие значения теплопроводности при плотностях 33-38 кг/м³ в стабильных условиях, а также регулирование времени заполнения формы, за счет условий проведения процесса, для оптимизации распределения плотности и эстетической гомогенности пенополиуретана (снижение пустот) и снижение времени выемки из формы получаемых пенополиуретанов при минимизации их λ.

3. Патент № 2386649 – Способ переработки твердых отходов производства пенополиуретана.

       Реферат: Изобретение относится к способу переработки твердых отходов производствапенополиуретана (ППУ), вводимых в полиольный компонент, для последующего использования при производстве поролона. Данный способ заключается в том, что осуществляют деструкцию твердых отходов механическим путем на машинах для резания, называемых волчками. Для обеспечения однородности и требуемых механических характеристик конечного продукта – поролона отходы измельчают в волчках 1…5 раз и полученную массу (порошок) просеивают через сито. Предложенный способ способствует возвращению твердых отходов ППУ в производство более простым способом без сложного оборудования, нагрева и дополнительных деструктирующих агентов, обеспечивая экологическую безопасность процесса. 

       Данные  технические решения в принципе могут быть использованы при производстве теплоизоляционных плит из пенополиуретана. [5] 

 

2. Технологическая часть

2.1. Режим работы предприятия 

       Режим работы предприятия исходя из технологии производства устанавливаемпрерывистый с двумя выходными днями в две смены.

       Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:

Ф_н = Д_н× С_м×Т_см.

       Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:

Ф_ч = Ф_н×К_ти× К_см.

       Коэффициент технического использования оборудования определяется с учетом времени простоя  оборудования за год. Ориентировочно К_ти = 0,95.

       Коэффициент использования рабочего времени  вычисляют по формуле:

К_см = (Т_см – Т_пэ – Т_лн – Т_отд) / Т_см, где

• Т_см – продолжительность рабочей смены, час;
• Т_пз – время на подготовительно-заключительные операции, час;
• Т_лн – время на личные потребности, час;
• Т_отд – время на отдых, час.

 

Таблица 4. Режим работы предприятия

 

 

2.2. Расчет производительности  предприятия

       В этом разделе, исходя из принятого режима работы цеха, дается расчет объема производства готовой продукции для каждого  из технологических переделов в  час, смену, сутки.

       При расчете производительности учитываются возможный брак и другие производственные потери, размер которых принимается по соответствующим нормативам. Среднюю величину возможных производственных потерь принимаем 3%.

       Производительность  предприятия по готовой продукции  определяется по формулам:

       П_сут= П_год/С_р,

       где П_год – заданная годовая производительность цеха;

       С_р – расчетное количество рабочих суток в году.

       П_смен = П_сут/n,

       где n – число смен.

       П_час = П_смен/m,

       где m – количество рабочих часов в смену.

Таблица 5. Расчет производительности предприятия