发泡工艺手册

发泡工艺手册 目录 一 聚氨酯硬泡基础知识简介 二 发泡工艺 三 发泡现场工艺控制 四 发泡常出现的问题 聚氨酯泡沫的优点 聚氨酯的种类 聚氨酯的基础化学原料及作用 聚氨酯泡沫的合成原理 一 聚氨酯硬泡基础知识简介 泡沫的物理特性 CFC 11的替代物 聚氨酯泡沫的优点 能制成各种等级的聚氨酯密度范围从6 1220公斤 立方米硬度范围从非常柔软到非常坚硬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 聚氨酯的种类 泡沫约占全部聚氨酯市场的90 泡沫主要分为两大类软泡硬泡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 聚氨酯的基础化学原料及作用 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 1 焊接工具头 聚氨酯泡沫的合成原理 与羟基反应RNCO R OH RNHCOOR 氨酯当异氰酸酯与醇的官能度超过2时 即生成聚氨酯 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正电性 N C O 泡沫的物理特性 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 由于浮力的影响而造成的表观密度损失大约为1 2公斤 立方米 泡沫的物理特性 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 泡沫的物理特性 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 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 泡沫的物理特性 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 泡沫的物理特性 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KK 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的特性泡沫的密度幅射吸收体泡沫的吸湿性测试温度 泡沫的物理特性 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1mW 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 2mW mK 泡沫的物理特性 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 泡沫的物理特性 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 泡沫的物理特性 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 CFC 11的替代物 发泡剂 CFC的替代物 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 设备要求 工艺要求 常规工艺试验 二 发泡工艺 设备要求 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 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 设备要求 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 工艺要求 原料温度 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 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 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 三 发泡现场工艺控制 发泡现场日常工作 发泡工艺参数 发泡现场日常工作 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 发泡工艺参数 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 四 聚氨酯发泡常见问题及解决方法 1 粘结性较差2 泡沫渗漏3 未充满4 尺寸稳定性或泡沫强度较差5 脱模时间长6 泡沫表面气泡偏多7 中梁收缩8 泡沫分层9 泡沫断裂 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 发泡工艺参数 泡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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 发泡工艺参数 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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 发泡工艺参数 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 冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法 发泡现场日常工作 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 冰箱聚氨酯