POL-发泡培训教材-联创-2013

1、 冰箱冷柜聚氨酯浅析冰箱冷柜聚氨酯浅析山东联创节能新材料股份有限公司 聚氨酯的定义 聚氨基所属现代词，指的是高聚物的主链上含有重复的HNCOO基团的高分子化合物,通常由多异氰酸酯、多元醇聚合物或芳香族二胺等经逐步加成聚合而成。 聚氨酯的定义中文名：聚氨基甲酸酯；简称聚氨酯英文名：polyurethane 聚氨酯泡沫分类 聚氨酯泡沫一般分为硬泡、软泡及半硬泡 黑料性能指标项 目 外 观 -NCO 酸值（以HCL计） 水解氯 粘度mPas，25 指 标 棕红色粘稠液体,无肉眼可见的沉淀 3032 0.2 0.3 100250 质量特性重要度 密度（25）g/cm3 1.2201.250 白料的性能

2、指标项 目 外 观 羟值mg KOH/g 水份%密度（25）g/cm3 粘度mPas，25 指 标 淡黄或浅褐色透明液体380-4202.0-2.21.07-1.092100500质量特性重要度 白料的组成及作用聚醚-聚醚多元醇-92%-95%催化剂-胺类-1.5%-2.5%硅油-泡沫稳定剂-1.5%-3%水- 化学发泡剂-1.6%-2.4%发泡剂-物理发泡剂-11%-13% 聚醚多元醇 主要反应原料，一般说来，凡硬质泡沫塑料所采用的多元醇大多数都是官能团多、羟值高、分子量较低的聚醚多元醇，它和多异氢酸酯反应后，其分子中网状结构多（既交链点多且稠密），所得的泡沫塑料硬度大，压缩强度高，尺寸稳定

3、性及耐温性也好，冰箱硬质泡沫需要多元醇的羟基官能度在3-8，平均分子量大约在400-800之间，其羟值当量约在100左右（羟值当量=分子量/羟基数） 聚氨酯两大组份聚氨酯两大组份 黑料（ISOCYNATE) 化学名称：异氰酸酯 白料 ( POLYURETHANE) 化学名称：组合聚醚多元醇 催化剂催发生变化的物质叫做催化剂，它分为两类化剂 是 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有1、叔胺类催化剂，2、有机金属盐类催化剂 硅油的作用乳化：使聚醚和催化剂及发泡剂更加有效的混合，改善发泡剂的相容性。稳定泡沫：控制发泡体系有适当的表面张力，产生良好的气泡网络

4、结构。成核：控制泡孔的大小及细密程度 发泡剂CO2物理发泡剂 汽化后作为气泡来源并可移去反应热，避免泡沫中心因温度过高“烧芯”氟氯烃：CFC-11氢氟氯烃：HCFC-141b氢氟烃：HFC-134a；HFC-245fa；HFC-365mfc烷烃：环戊烷；异戊烷；或环、异戊烷混合物液体二氧化碳 发泡剂的替代与对比 水（2O） 主要作用为化学发泡剂、同时也是发生CO2气泡原料来源。一般在冰箱、冷柜组合料中水用量为1.6-2.4%之间。 水的重要性1、与异氰酸酯反应产生 CO2 (发泡反应)2、改善泡沫流动性3、增加泡沫交联程度 （泡沫强度）4、水-异氰酸酯反应是高放热性的 （脱模问题）5、由于脲的

5、生成使泡沫发脆（影响与面材的粘接） 聚氨酯基本反应异氰酸酯和水反应）：NCOH2O NHCOOHNH2CO2 NCONH2 HNCONH （取代脲） 聚氨酯基本反应异氰酸酯和多元醇羟基反应） NCOOH NHCOONCO RNHCOO HNCONRCOO NCOHNCONRCOO HNCORNCONRCOO 聚氨酯的混合1、黑白料按一定比例在外力作用下（机器和实验手工）进行充分的相混合。2、机器建议使用高压发泡机，实验室建议使用转速5000转/秒搅拌8秒钟。3、机器混合和手工混合差异与参考。 自由泡检验的重要性1、判断组合料流动性好坏的依据2、开模时间长短的根据 起发与乳白 黑白料经过充分混合

6、后，发泡气体经过充分诱导与分布，液面颜色出现乳白现象，同时液面有明显上涨状态。 起发与乳白重要性1、影响聚氨酯发泡过程中溢料现象的发生。2、影响泡孔细密度和整体结构，从而提高泡体 导热系数；3、影响发泡料的行进流动速度 拉丝与凝胶 黑白料经过起发阶段充分准备，逐步进入剧烈的化学反应和更高级的三聚反应，同时液体粘度不断增大直到纤维化。 凝胶时间的重要性 聚氨酯流动结束时间 。在发泡定型期间，中期流动时间段（拉丝减去乳白时间）越长越好，可以保证泡体填充箱体各个角落，又不至于泡孔变形严重。 脱粘原理脱粘原理 聚氨酯剧烈化学反应和三聚反应的结束时间参考点，也是聚氨酯完全形成固体的标志起始时间。 观测脱

7、粘的意义 观测脱粘时间可以有效的判断聚氨酯进入固体成型时间，从而判断开模时间的设定。 固化与熟化 成型与稳定的过程，不粘过后，剧烈的三聚反应停止，但是反应并没有结束，开始进行高温下的轻微后续三聚反应以及聚氨酯泡沫内应力释放过程。 固化熟化的意义 该阶段可以直接反映箱体、门体的脱模性，目前好多企业可以300s脱模，该阶段一般配用的催化剂为PC-41，PC-41是三聚催化剂,可以比较好的提高熟化时间,从而缩短脱模时间。 聚氨酯在冰箱冰柜中的应用标准项项 目目单单 位位环戊烷作环戊烷作发泡剂发泡剂其他发泡体其他发泡体系系导热系数 a 平均温度10 W/(mK)0.02100.0195压缩强度或形变1

8、0%的压缩应力 kPa130110尺寸稳定性 -30，24h 70/相对湿度95%5%，24h， %1.51.0表观芯密度 b kg/m33835闭孔率（体积分数） %90吸水率（体积分数） %4a导热系数试验应在产品生产24h72h内进行。b表观芯密度也可按供需双方商定。GBT26689-2011 冰箱冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料冰箱冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯泡沫的具体物理指标密度 导热系数 抗压强度闭孔率 尺寸稳定性 密度 密度是反映物质特性的物理量，物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质。 整体密度 芯密度 液体密度（容重）机器自由泡密度 手工自由泡密度 密度与抗压强度的

9、关系 密度与抗压强度的关系 抗压强度 导热系数 热导率 是指材料直接传导热量的能力，或称热传导率。热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量。热导率的单位为瓦米-1开尔文-1 。热导率 ,其中是导热体的横截面积，是单位时间内传导的热量， 是两热源间导热体的厚度， 则是温度差。 闭孔率 闭孔率规定为样品的闭孔体积与样品外观体积（可视体积）的比值，即 闭孔率=A0/Aa式中： A0样品的外观体积（可视体积）（m3） Aa闭合孔所占的体积（m3） 对于闭孔率，须知道材料本身的密度。 尺寸稳定性 硬质聚氨酯泡沫塑料受热或冷冻，尺寸或体积会发生一定变化。变化率大小与泡沫塑料原

10、料的类型，泡沫塑料结构、密度、成型条件等因素有关。 冰箱用聚氨酯检测与作用常规检测-批量投入使用的前提流动性检测-确保质量与成本的关键因素密度分布检测-质量与工艺调整参考能效检测-质量的生命线闭孔率检测-原料与质量的跟踪监测 常规检测1、材料进厂手工自由泡检测2、上机后定时机器自由泡检测 流动性能检测必要性 现代化的冰箱冰柜由于空间结构的复杂性，对发泡保温环节的聚氨酯原料在箱体内的反应要求越来越高，尤其是原料的流动性能直接影响冰箱冰柜的能效和成本控制。为了在目前多为一枪注料的工艺下完全充满结构复杂的箱体，不出现填充空虚现象并且能达到密度适中，分布均匀，能效最大的效果，必须对原料的流动性能提出更

11、高的要求。流动性能的检测也是正确应用聚氨酯必须掌握的一项检测手段。 影响聚氨酯流动性的因素1、原料的品质：如硅油和聚醚的种类2、黑料的匹配：如MR200强度高流动性3、工艺的因素：如箱体的温度、原料的温度4、配方体系的均衡性：如催化体系的完善 聚氨酯流动性测试方法介绍1、聚乙烯平折袋测试法2、兰芝模测试法 聚氨酯流动性测试方法介绍 聚氨酯流动性测试方法介绍 流动指数1、流动指数(高度/重量)：流动指数越大代表流动性越好2、S=Sqr(Xn-X拨)2 /(n-1)公式中代表总和，X拨代表x的算术平均值，2代表二次方，Sqr代表平方根。量度数据分布的分散程度，S（标准偏差）越小，这些值偏离平均值就

12、越少3、d：最大密度与最小密度差值。差值越小代表密度分布越均匀 影响现场发泡的主要因素混合压力 P/I 温度 P/I 的比例 流量模具温度 箱体预热温度发泡方式 固化时间注料量/过填充率 排气孔 参数不合格常见问题 序号 项目问题点 造成的结果1比例失调黑料过量粘接性差 ；脆； 流动性差；尺寸稳定性差；密度高；空泡.白料过量软、海绵样泡体；尺寸稳定性差；过多的流动性漏泡，密度低. 2原料温度温度过高反应速度快；流动性差；漏泡；脱模性差尺寸稳定性差；发泡剂遗失；比例失控.温度过低反应速度慢；比例失控；空泡；脱模性差；密度提高. 3模具温度低模温 空泡；粘性差；流动性差；厚表皮；脱模性差；尺寸稳定

13、性差；芯密度低.高模温 空泡； 漏泡. 4灌注压力压力过高注料时溅料；爆管.压力过低黑白料混合不均匀；流量不稳定；循环压力要维持在100 Bar以上，循环压力与注射压力之差5Bar. 发泡异常常见问题点 序号 问题点 产生的原因 解决措施1反应时间太慢 组合料催化剂不够；料温偏低；黑料加多；环境温度太低；加大催化剂的用量；提高料温；使用合理比例；适当控制环温；2反应时间太快 组合料催化剂过多；料温偏高；黑料过少；环境温度太高；减少催化剂的用量；降低料温；使用合理比例；适当控制环温；3泡沫发不起 组合料出现问题；未加发泡剂；未搅拌；停止使用；按照比例添加；按照规定时间搅拌均匀；4泡孔粗大 组合料

14、出现问题；停止使用； 生产中中常见问题分析 序号 问题点 产生的原因 解决措施 1溢料 发泡剂含量偏大 预热烘道温度及模温超高；料温偏高； 料比偏小；内胆、门壳密封不到位；灌注量偏大 模具未及时清理，粘贴胶带太多减少发泡剂的用量；降低预热烘道温度及模温；降低料温调整到合理的黑白料比；加强密封调整灌注量及时清理模具或调整模具，避免贴大量的胶带和打包带 2侧板、背板及内胆离泡 料温、预热烘道温度及模温过低料比过高； 熟化时间过短；组合料粘性偏低；内衬表面有灰尘、肮脏或油质 提高相应温度；降低料比；延长熟化时间；提高温度或停用。清洁内衬表面 生产中常见问题分析序号 问题点 产生的原因 解决措施3冷藏

15、蒸发器脱壳 冷藏蒸发器胶面存在问题；内胆存在油污、灰尘； 内胆过薄； 压接未到位； 发泡模配胆未到位； 挑选或停用；清洁；控制吸塑、贴铝箔、降低温度改善压接质量；重新配胆调模；4内胆变形 模温及预热烘道温度过高； 内胆过薄； 降低温度；控制吸塑、贴铝箔、降低温度重新配胆调模；清理模具；5内胆与侧板之间的离缝大 发泡模调整未到位；入箱不到位；内胆尺寸波动； 预装箱装配不到位； 调整模具；调整入箱定位；控制吸塑控制预装质量； 生产中常见问题分析 序号 问题点 产生的原因 解决措施6箱体假满 灌注过程中急停；灌注量不足；模具倾斜角度过大，密度分布不均匀排出故障；严格按照工艺要求称重；确保最低灌注量；解剖箱体检测箱体密度分布，确定合适倾斜角度7空洞 预热温度太低模温太低 排气不良黑料对白料比例太高 流动不畅管道阻塞调整预热温度提高模具温度提高