摘要:介绍了采用环戊烷发泡剂替代CFC-11的聚氨酯泡沫发泡工艺路线，陈述了相应的环戊烷发泡成套设备的用途及主要构成。
关键词:发泡机;聚氨酯泡沫塑料;模塑生产线;环戊烷
为了加快履行联合国《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》的义务，根据我国编制并修订的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》的精神，聚氨酯泡沫行业2010年前要实现CFC-11零消费。据此，武汉轻工业机械厂采用对大气臭氧层无损害的环戊烷作为硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡剂，以替代CFC-11，且按新的工艺路线，经消化吸收并改进，研制了环戊烷高压发泡聚氨酯模塑生产成套设备。环戊烷与CFC-1 I的物理性质比较见表lfyo
根据环戊烷的物理性质，使用环戊烷作聚氨酯硬泡发泡剂的优点为:对大气臭氧层无破坏作用，环保性能较好;价廉，资源丰富;室温下为液态;因相对分子质量低，同密度的泡沫所需环戊烷用量比CFC-11的小。缺点是:易燃、易爆，设备费用高;气相热导率较CFC-11高，因而泡沫绝热性相对差些。目前国内海尔、科龙、新飞、长岭等厂家已大批使用环戊烷作冰箱、冷柜绝热层硬泡的发泡剂。
使用环戊烷作发泡剂的模塑发泡生产工艺路线如下:
的生产工艺路线，武汉轻工业机械厂研制了环戊烷高压发泡聚氨酯模塑生产的成套设备。为了确保安全生产，在设备研制时特别注重了防爆安全措施的研发。
环戊烷高压发泡聚氨a模塑生产成套设备由环戊烷/多元醇预混系统、聚氨酯环戊烷高压发泡机和聚氨酯发泡模塑生产线组成。各组成部分的构成描述如下。
1环戊烷/多元醇预混系统
根据环戊烷的特性，新开发的环戊烷/多元醇预混系统的环戊烷贮料罐，须防止外力的撞击，周围应无火花，如果地面条件不能满足安全要求，或外界气温可能低于OTC，则贮料罐宜置于地下。
环戊烷和多元醇分别采用2套高精度、中低压的计量泵计量，以保证混合配比的精度。采用混合能力高、热量产生低且防静电的静态混合器，对环戊烷与多元醇进行混合，使环戊烷均匀地溶人多元醇与助剂的混合料中，提高泡沫质量。形成的混合料贮存于由氮气保压的多元醇混合料/环戊烷料罐中，以供发泡机使用。
氮，且注射时使混合料与异氰酸醋进行高速碰撞混合。所有接触混合料的装置须防静电火花并接地。
环戊烷发泡聚氨酷高压发泡机示意图见图20多元醉/环戊烷料组多元醉贮翅送至发泡机料幼
环戊烷/多元醇预混系统的安全配置为:环戊烷的计量泵防爆;所有可能接触环戊烷及其气体的装置防静电火花;电机、电器元件均选用防爆等级;相应管道、接头及阀双层密封，管道上配置电控截止阀;装有环戊烷及其混合料的容器均输人氮气保压，料罐搅拌电机与搅拌轴的连接采用磁性连轴节;在环戊烷贮料罐、计量泵、混合器及混合料罐等区域均配置隔板或护罩，并设有检测探头、抽风系统及防爆控制系统。该防爆控制系统的电源与设备电源分开，并分三级进行防爆控制:一级为正常工作时控制风机低速抽风，换气量约为每小时换气10次;第二级为当检测传感器检测到环戊烷浓度达到爆炸下限的20%时，控制风机高速抽风;第三级为当检测传感器检测到环戊烷浓度达到爆炸下限的40%时，则切断设备电源，关闭环戊烷进料阀，并使风机高速抽风，使环戊烷的释放浓度被控制在安全值以下。
3环戊烷发泡聚氨酯模塑生产线
环戊烷发泡聚氨酷模塑生产线可分为直线式、水平环行式和垂直环行式。各种形式的生产线均根据原料加工工艺情况、运行速度及产量决定生产线工位数。
2环戊烷发泡聚氨酯高压发泡机
环戊烷/多元醇混合料的料罐由氮气保压，其搅拌轴与搅拌电机的连接采用磁性连轴节，电机为防爆电机，且料罐用隔离罩分隔，并配有检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统;混合料计量泵电机为防爆电机，计量泵及电机也用隔离罩分隔，并配有检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统;异氰酸醋料罐和计量泵不必防爆;根据环戊烷释放速度和释放量，选用可充氮气的混合头，使注射前能向模腔充
该生产线用于冰箱箱体隔热层的发泡生产。采用固定模架结构，模具与模架设计为一体;混合头冰箱分别由小车带动，在模架、烘箱和下线升降台之间自动识别运动。生产线全自动完成冰箱体的预热、上模架、浇注、固化及下线等任务。浇注、固化区的安全要求为:模板、模芯由水加热或热风加热;模架上所有可能接触释放出的环戊烷的电机、电器元件均选用防爆等级或选用增安型电器及停电来防爆。停电时间依发泡时环戊烷气体的释放曲线可选为1 min;机械运动件均须防静电火花，机械构件均接地;将模架区进行隔离，并设置检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统。
3.2水平环行式模塑生产线
该生产线用于冰箱箱体隔热层的发泡生产采用模架小车装载模具;链传动使载模小车作水平环状间歇移动;除操作工位(上、下箱体、清理、开、闭、锁模、浇注及抽风)外，其余工位均被罩在半环行固化烘箱内，烘箱采用热风循环加热、保温。
浇注、固化区的安全要求为:所有电机、电器元件均采用防爆等级;机械运动件均须防静电火花，机械构件均接地;烘箱上热风循环风机及其电机须防爆;根据发泡时环戊烷的释放曲线(见图4)，在浇注工位及浇注后1而n内模具运行区间的上、下方区域，设置抽风装置，并在烘箱内及浇注处设置检测探头及防爆三级控制系统。
锁模、浇注及抽风)外，其余工位均被罩在矩形固化烘箱内，烘箱采用热风循环来加温和保温;开、合模采用气、液压控制机械手」浇注、固化区的安全要求同水平环行式无氟发泡模塑生产线。
3.3垂直环行式模塑生产线
该生产线用于冰箱箱门隔热层的发泡生产。采用模架小车装载模具;链传动使载模小车作垂直环状间歇移动;除操作工位(上、下箱门、清理、开、闭、
4结束语
环戊烷高压发泡聚氨酯模塑生产成套设备先后有多套或部分在海尔、新飞、科龙和澳柯玛等厂家投人使用，且性能稳定、可靠，得到了用户的好评。