发泡工艺手册2016

1、LOGO 发泡工艺手册发泡工艺手册 LOGO 目录目录 一、一、聚氨酯硬泡基础知识简介聚氨酯硬泡基础知识简介 二、发泡工艺二、发泡工艺 三、发泡现场工艺控制三、发泡现场工艺控制 四、发泡常出现的问题四、发泡常出现的问题 LOGO 聚氨酯泡沫的优点聚氨酯泡沫的优点 聚氨酯的种类聚氨酯的种类 聚氨酯的基础化学原料聚氨酯的基础化学原料及作用及作用 聚氨酯泡沫的合成原理聚氨酯泡沫的合成原理 一、一、聚氨酯硬泡基础知识简介聚氨酯硬泡基础知识简介 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 CFC-11的替代物的替代物 LOGO 聚氨酯泡沫的优点聚氨酯泡沫的优点 能制成各种等级的聚氨酯能制成各种等级的聚氨酯 密度范围从

2、61220公斤/立方米 硬度范围从非常柔软到非常坚硬 粘结性质粘结性质 易于制成坚固的复合结构 硬泡具有非常出色的绝缘性能硬泡具有非常出色的绝缘性能 LOGO 聚氨酯的种类聚氨酯的种类 泡沫约占全部聚氨酯市场的泡沫约占全部聚氨酯市场的90%，泡沫主要分为，泡沫主要分为 两大类两大类 软泡 硬泡 固体聚氨酯固体聚氨酯 聚氨酯弹性体具有耐磨性及良好的耐化学腐蚀性 CASE 涂料 胶粘剂和粘合剂 密封胶 灌封胶 LOGO 聚氨酯的基础化学原料聚氨酯的基础化学原料及作用及作用 异氰酸酯 (黑料)：主反应原料 组合聚醚 (白料)：主反应原料 发泡剂：汽化后作为气泡来源并可移去反应热，避免泡沫 中心因高温

3、而产生“焦烧” 催化剂：催化发泡及凝胶反应 表面活性剂 (主要是硅氧烷活性剂)：使泡沫稳定，并控制 孔的大小及结构 交联剂：提高泡沫的机械性能，如弹性等 水：链增长剂、化学发泡剂（产生CO2 ） LOGO 1.焊接工具头焊接工具头 聚氨酯泡沫的合成原理聚氨酯泡沫的合成原理 与羟基反应与羟基反应 RNCO + ROH = RNHCOOR 氨酯氨酯 当异氰酸酯与醇的官能度超过当异氰酸酯与醇的官能度超过2时，即生成聚氨酯。时，即生成聚氨酯。 异氰酸酯的化学反应活性非常强异氰酸酯的化学反应活性非常强 - 因为其碳原子具有很强的因为其碳原子具有很强的 正电性正电性 (N-= C+= O- ) LOGO

4、泡沫的物理特性泡沫的物理特性 密度：受密度影响的泡沫物理性质密度：受密度影响的泡沫物理性质 泡沫强度 尺寸稳定性 热传导性 大气压会影响到自由发泡密度大气压会影响到自由发泡密度; 由于浮力由于浮力的影响而造成的的影响而造成的表观密度损失大约表观密度损失大约为为1.2公斤公斤/立方米。立方米。 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 压缩强度压缩强度 正常标准为10%应变下的单位面积上的应力 取决于测量的方向 不同方向上的压缩强度反应了泡孔的各向异性 主要受到泡沫密度及泡孔取向的影响 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 尺寸稳定性尺寸稳定性 泡孔内部压力的减小会导致泡沫收缩 内部气体向外扩散

5、，特别是二氧化碳 发泡剂缓慢地扩散到固体聚合物内 影响尺寸稳定性的因素 泡沫的密度 压缩强度 闭孔率 一般测试条件 - 30 100 70 / 100%RH 最新测试方法: 真空 - 蠕变连用法 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 泡孔的各向同性泡孔的各向同性 一般来说，最弱方向的压缩强度决定了泡沫 的长期尺寸稳定性 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 热传导性热传导性 定义 单位面积、单位温差及单位厚度上在单位时间内的传热量 单位: mW/mK 一般在平均温度10 下进行测试，温度差为25 热传导性 K K = K气体 + K固相 + K辐射 影响K值的因素 泡孔内的气体特性 聚合物

6、的特性 泡沫的密度 幅射吸收体 泡沫的吸湿性 测试温度 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 热传导性热传导性 K值随着温度的上升而增大 当引用K值时，必须加注样品的测试温度 经验表明, 温度每增加10摄氏度时K值大约增加1 mW/mK 不同的仪器，甚至相同的仪器在不同的地点，测试结 果可能不尽相同。有时相差比较大 (如 1-2 mW/mK) LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 粘结性粘结性 粘结性差 - 泡沫与板材之间完全界面分离 当板材的粘结性很差时，就会发生此类情况，例如未 经表面处理的PE, PP, PS 基体的强度不够 泡沫的内部 强度不够，由泡沫的表面脆性引起 LOGO 泡沫

7、的物理特性泡沫的物理特性 吸水性吸水性 水会以液体或蒸汽的形式渗透入泡孔 吸水性增加会增加热传导系数 LOGO 泡沫的物理特性泡沫的物理特性 闭孔率闭孔率 定义 整个泡沫中封闭泡孔所占的体积百分比 (包括聚合物本身 所占的体积) 闭孔率影响到下列泡沫性能 热传导性 尺寸稳定性 用自动比重计测试 LOGO CFC-11的替代物的替代物 发泡剂：发泡剂：CFC的替代物的替代物 功能：产生泡沫结构功能：产生泡沫结构 CFC: CFC11，R11 氟里昂 HCFC: HCFC141b 水 烃类: 戊烷, 异丁烷等 HFC: HFC245fa, HFC134a LOGO 设备要求设备要求 工艺要求工艺要

8、求 常规工艺试验常规工艺试验 二、发泡工艺二、发泡工艺 LOGO 设备要求设备要求 环戊烷存放区环戊烷存放区 要求环戊烷储罐要远离工业区至少50米以上 环戊烷配料房环戊烷配料房 要求操作环境要与外界隔离，且所有设备都要 接地，要有良好的通风，照明及开关要有防爆措施。 操作环境要保持在20-30之间，这样有利于 抽料，进储罐钱使用的料温较高，年度较低，利于 抽料。限温35以下，防止料在高温情况下变质。 LOGO 设备要求设备要求 环戊烷发泡区环戊烷发泡区 环戊烷发泡区要与其它生产线隔离，发泡区 烘道内要有通风设施和防静电设施，所有设施都 要接地，照明及开关要防爆 LOGO 工艺要求工艺要求 原料

9、温度：18-23 模具温度： 40-50； 脱模时间：视发泡层厚度而定 环戊烷配比：门13-13.5，箱体12-12.5 黑白料配比：1.25-1.27 LOGO 常规工艺试验常规工艺试验 往未加发泡剂的组合料中加入发泡剂 将原料温度调至要求范围 按照比例要求，将原料准确称量 用搅拌器将两大原料搅拌混合，搅拌速度为2500r/min以 上 观察发泡反应时间：1、乳白时间即原料从开始搅拌至发 白时间。时衡量A料性能的重要指标；2、凝胶时间即为 拉丝时间，从原料开始搅拌至玻璃棒插入泡沫开始抽出纤 维为止的时间；3、不粘时间即原料从开始搅拌至用手接 触泡沫表面开始不粘泡沫为止的时间 观察泡沫外观质量

10、：泡孔是否均匀细密 用排水法测量泡沫密度 做1Kg的泡沫压力试验，观察其变形量 LOGO 三、发泡现场工艺控制三、发泡现场工艺控制 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 LOGO 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 生产开工前，对模具清洁状态进行点检，检测所有发泡机 的黑白料比例 各班次开工30分钟内完成所有发泡设备的巡检：发泡机所 有可显示的工艺参数是否正常，并查看交接班记录 针对每个枪头，测量发泡的拉丝时间和自由跑密度，做好 记录 对发泡现场定时点检，了解各工艺参数的波动情况，调整 波动较大的工艺参数，工艺参数出现异常波动及时通知工 艺员，每隔两小时点检一次 不定时了解

11、箱体、门体发泡质量，必要时适当调整工艺参 数，减少漏泡或空泡 LOGO 发发泡工泡工艺参数艺参数 原料温度：18-23 原料比例：ISO:POL=1.2-1.27 灌注量：符合工艺要求 灌注压力：门体120bar-140bar；箱体130bar-150bar 模具温度：40-48 预热箱体温度：35-48 箱体预热烘道温度： 35-48 固化时间：门体：330s-360s；箱体：210s-240s LOGO 四、四、聚氨酯发泡常见问题及解决方法聚氨酯发泡常见问题及解决方法 1、粘结性较差、粘结性较差 2、泡沫渗漏、泡沫渗漏 3、未充满未充满 4、尺寸稳定性或泡沫强度较差尺寸稳定性或泡沫强度较差

12、 5、脱模时间长脱模时间长 6、泡沫表面气泡偏多、泡沫表面气泡偏多 7、中梁收缩、中梁收缩 8、泡沫分层、泡沫分层 9、泡沫断裂、泡沫断裂 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 粘结性较差 箱体, 温度太低 箱体, 表面不清洁，有水汽，油污等 错误的黑白料比率 - 过多异氰酸酯 所选材料表面粘结性差 一些材料, 如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，油 面牛皮纸, 等, LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 泡

13、沫渗漏 箱体设计及构造不佳 密封不严 过填量太大 由于发泡剂用量不正确或者静态混合器故障的原因 导致自由泡密度下降 环境温度升高 (例如在夏季) 错误的注射量 乳白速度太慢 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 未充满 模具温度太低，吸收了反应热，表皮增厚。 原料温度太低，难以起发，发泡倍率降低。 发泡剂用量不正确或者静态混合器故障的原因导致自 由泡密度升高 黑料比例太高， 黑/白料混和不均匀 箱体流道设计过窄或有阻碍 泡沫流动性不好 设置了错误的注射量 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法

14、冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 尺寸稳定性或泡沫强度较差 泡沫密度太低 过填量过低 流动较差 - 导致过高的泡孔各向异性 泡沫交联程度不够 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 脱模时间长脱模时间长 泡沫厚度大，脱模时间长 过填充量大 箱体设计及构造不佳 流动较差 - 导致箱体内某些地方的过填充 量太大 发泡系统熟化过慢 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 泡沫表面气泡偏多泡沫表面气泡偏多 排风不当 箱体没有进行最优化设计 加工过程中相关参数变化 聚氨酯系统的流动性或其它性能不佳 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发发泡泡现场现场日常工作日常工作 发泡工艺参数发泡工艺参数 中梁收缩 侧板金属厚度太低 箱体没有进行最优化设计 聚氨酯系统的流动性不佳 泡沫压缩强度不佳 LOGO 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方