第四節 混合頭典型產品
1.德國Hennecke公司產品
德國Hennecke公司根據基礎研究和實際生產需要,還開發出各種各樣的混合頭。參見圖3-23,相關技術參數見表3-2。

圖3-23 Hennecke公司部分混合頭(從左到右依次為MT型、MN型、ML型、MEL2型)
表3-2 德國Hennecke公司混合頭性能總表

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注:*表示適用;**表示完全適用。
L型混合頭代表了目前最新高壓沖擊混合頭的發展趨勢,它依靠精湛的加工工藝、可編程的現代化控制技術,實現了聚氨酯材料優異的沖擊混合、無飛濺輸出、完美的清潔功能。
2.Krauss-Maffei公司產品
目前,根據生產需求,許多聚氨酯設備專業制造公司都自行設計、制造出具有自身特點的混合頭,并且大多申請了專利。圖3-24是Krauss-Maffei公司制造的部分高壓混合頭。其中(a)、(b)分別是 L型混合頭MK 5/8 ULKP-2KVV和MK 12/18-ULP-2KVVG;(c)是直線型混合頭MK25P-5K-F。該公司部分混合頭典型性能列于表3-3中。

圖3-24 Krauss-Maffei公司制造的部分高壓混合頭
表3-3 德國Krauss-Maffei公司部分混合頭的典型性能

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① 為生產夾心型部件開發,將直線型混合頭與匹配的噴涂接頭相結合。該組合混合頭上有一個可加入壓縮空氣溝槽,黏稠的混合物料在噴嘴注射前即可進行霧化,可自動防止堵塞空氣管道。并可輸入更多空氣,使這種新式混合頭的澆注速度提高了3倍。
② 為長玻纖加工單元設計,長玻纖被引入混合頭上部的切割單元,經文丘里管吸入進入混合室,并與PU組分混合。玻纖添加量和長短可根據制品要求直接通過混合頭進行調整。
Krauss-Maffei公司選用特殊材料制備清潔桿和出料管,同時在平滑的清潔桿的部分表面開設了螺旋形溝槽(圖3-25),使兩者間的接觸面積減少了30%,降低了相對運動阻力,提高了混合頭的使用壽命。針對傳統180°對沖式噴嘴配置,還推出了獨特的VV形噴嘴組件設計,在噴嘴與清潔桿端面呈現V形夾角(圖3-26),從而使物料從噴嘴噴出后會遇到清潔桿端面的反彈,會進一步增加物料在混合室的能量密度,提高了混合效果。

圖3-25 開有螺旋形溝槽的清潔桿

圖3-26 混合頭噴嘴的VV形設計
Krauss-Maffei公司開發的MKE系列混合頭,混合頭采用T形混合技術,兩個組分物料從三個方向噴入混合室,而在混合室中的銷釘在兩個混合峰面前沿將注射動能轉化到混合質量中,使物料更加集中,混合更加均勻,在中央混合點附近沒有紊流。在混合室中配置的銷釘可以對流體起到緩沖作用,并具有二次混合的效果,見圖3-27。輸出量參數見表3-4。

圖3-27 Krauss-Maffe公司的MKE系列混合頭
表3-4 部分MKE的T型混合頭輸出量參數

為適應汽車工業需要,該公司開發了長纖維增強聚氨酯注射工藝。對于生產高強度、輕重量、復雜的三維立體部件,采用這種工藝生產可以更經濟、更迅速、更整潔、更環保。在這種專門設計的混合頭上部裝配了玻纖加工裝置,玻璃纖維束將被直接引進至混合頭上部的玻纖切割單元,經過多片切割刀具,將其切割成一定長度的玻纖絲,經刀具下部的文丘里管吸入進入混合室,與聚氨酯一起混合,并澆注至打開的模具中。其生產效率高,產品質量好。
該類制造將在相關章節中敘述。
3.Cannon公司產品
意大利Cannon公司也是生產聚氨酯設備的著名公司,在開發出低壓機的機械攪拌式混合頭(圖3-28)的同時,也推出了許多型號的高壓機混合頭。FPL型混合頭是典型的L型高壓混合頭,圖3-29為其結構示意圖,圖3-30為其工作動作分解示意圖。

圖3-28 Cannon公司生產的低壓機用機械攪拌式混合頭

圖3-29 Cannon公司FPL型混合頭結構示意圖
1—自清潔活塞;2—混合室活塞;3—溝槽(循環);4—混合室;5—出料口;6—澆注口;7—色漿進口;8,9—進程開關

圖3-30 L型混合頭運動示意圖
圖3-30(a)表示,物料在高壓循環開始時,原料經過注射小活塞上的溝槽進行高壓循環狀態;(b)表示,當物料達到預定高壓時,依據程序控制,清潔功能的大活塞提升;(c)表示,大活塞到達頂部后,會觸動相關的機構,使注射小活塞噴嘴迅速后退,高壓物料會高速噴出,在小活塞前端的很小空間內進行沖擊混合,然后經過L形的90°直角進入大活塞下端通道,在此物流的流動速度和壓力會迅速降低,以平穩的狀態流出,而無任何飛濺。注射完成后,小的和大的兩個活塞先后快速復位,將混合室內的及輸出通道中的殘留物料全部推出。這種混合頭采用了大小兩種活塞,構成L形排列組合結構;大小兩種活塞的前進或后退都是直線運動,動作敏捷,小活塞運動一般能在0.1s內完成,PFL型混合頭的小活塞的動作甚至能在0.008s內完成,故障概率低,且日常維修保養方便。圖3-31為Cannon公司PFL型高壓混合頭。

圖3-31 Cannon公司典型的PFL型高壓混合頭
該種混合頭具有特定的L形、體積很小的混合室,注入的物料能在此獲得優異的混合效果,通過L形流道的減速作用物料會以平穩的狀態流出,小直徑的混合室以及從循環到注射切換的高速度能有效地消除操作帶來的波動。該類混合頭特別適用于自結皮泡沫、軟質泡沫的開模澆注和閉模的模制泡沫制品的生產。它有如下3個類型(圖3-32):FPL-AN(專為添加無磨料的第三組分設計)、FPL-AD(專為預先在組分中混有填料設計的抗磨型混合頭)、FPL-QCC(用于在混合室中額外添加色漿或助劑的三組分混合頭)。

圖3-32 Cannon公司部分類型的混合頭
Cannon公司新近又開發一種新型混合頭,即以“Jet Less”的縮寫命名的JL型混合頭。它與以往的混合頭的主要區別是沒有專門的物料進入的注射器,兩組分物料在容器中計量后直接進入體積極小的混合室,以速度和渦流而非壓力獲得良好的混合效率,物流通過密封在混合室中圓柱形前端傾斜鋒面的高剪切節流作用,L形轉向進入長且寬的出料管,物料以層流態流入模具。據稱,JL系列有3個型號:18、24、32。數字表示物料輸出管的內徑(mm),混合室的內徑為6mm,輸出管長度大于200mm,以適應家用冰箱、冰柜保、溫板等模制需要J。L型混合頭配有方便安裝的加長塑料管(圖3-33),以勝任在一般特別復雜空腔場合情況下進行硬泡澆注的作業。

圖3-33 加長出料管的混合頭
4.新加坡潤英聚合工業公司產品
圖3-34是新加坡潤英聚合工業有限公司推出的部分高壓混合頭。有關混合頭的技術參數列于表3-5中。

圖3-34 新加坡潤英聚合工業公司推出的部分高壓混合頭
表3-5 新加坡潤英聚合工業公司高壓混合頭性能參數

5.意大利賽普(SAIP)公司產品
意大利賽普(SAIP)公司在制造聚氨酯發泡機的同時,也設計、制造不同型號和尺寸的高壓自清潔式混合頭,適用于開模和閉模方式澆注聚氨酯制品。其高壓混合頭重量輕、體積小,很容易進行手動操作或使用機器人、操縱器進行自動操作。4種基本類型DDC、2DD、AP1和DP列于圖3-35中。部分混合頭技術參數列于表3-6中。
表3-6 SAIP公司高壓混合頭輸出量/( g/s )


圖3-35 SAIP公司混合頭
6.韓國DUT公司產品
韓國DUT公司(DUT KOREA CO.,LTD.)相繼開發出3個系列的高壓沖擊式混合頭,簡介如下。
(1)DHV系列混合頭 DHV系列L型混合頭具有雙傾斜注射設計,可達到最大混合效率,對高黏度原料提供了最好的偏轉工藝動能;L型的兩段混合區不僅使混合效率提高,同時通過改變流體流動方向,使物流以平穩的層流狀態流出;該系列混合頭防黏附閉鎖及防殘液流動設計,并有創新的噴嘴控制設計,可對多組分原料實現最小的時間切換操作;可適用于各種類型主機;具有長的使用壽命和低的維護成本。設計特點見圖3-36。

圖3-36 DHV系列混合頭混合示意圖
(2)DHVA系列混合頭 L型注射體系提高了混合效率;對多組分原料,其創新的噴嘴控制提供了最小的切換時間;噴嘴和整個混合頭容易裝配、維修;混合頭具有高的適配性,適用于各種注射主機;長的使用壽命和低的維護成本,降低了生產費用。結構特點見圖3-37。

圖3-37 DHVA混合頭混合示意圖
(3)DHS系列混合頭 R型注射體系提供了高的混合效率,且輸出量大,能適用于各種注射主機,有長的使用壽命和低的維護費用(在其他一些公司,對這種結構又稱為一字形混合頭)。其結構特點見圖3-38。

圖3-38 DHS系列混合頭混合示意圖
3個系列混合頭的技術參數見表3-7。
表3-7 韓國DUT公司混合頭輸出量/( g/s )


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7.蘇州新晟聚氨酯設備有限公司產品
韓資在華企業蘇州新晟聚氨酯設備有限公司過去主要生產、裝配聚氨酯主機和生產線,現也開始生產高技術含量的混合頭,在物料進行沖擊混合后,又在物料流動的路徑上某些變化,以增加物料混合效果并減少物料吐出時的飛濺。該系列共有3個系列,基本結構見圖3-39,基本性能見表3-8。

圖3-39 蘇州新晟聚氨酯設備有限公司生產的部分混合頭結構
表3-8 蘇州新晟聚氨酯設備有限公司混合頭技術參數

國內生產聚氨酯設備的公司較多,制造低壓機攪拌式混合頭的能力較好,但對高壓機的高壓混合頭的設計和制造目前還處于消化吸收、簡單維修階段,與國外先進的混合頭相比尚有一定差距。