聚氨酯发泡的原理

聚氨酯发泡的原理、工艺 其中的黑料和白料各是什么？发泡力量怎样计算？温度 在发泡成型过程中，原料温度与环境温度的高低及恒定与否直接影响太阳能热水器质量，环境温度以20-30为宜。原料温度可控制在20-30范围或稍高一些。温度较低时，发泡反应进行缓慢，泡沫因化时间长。温度高，则发泡反应进行快，泡沫因化时间短。温度过高或过低，都不易得到高质量的产品。 模具 黑料与白料的反应是一个放热反应，放出的热量使发泡济（例如F-11、141B）汽化而形成泡沫。模具温度的高低直接影响反应热移走的速度。模具温度低，反应热移走快，发泡倍数小，制品密度大，表皮厚。模具温度控制40-45。在实际生产过程中，应根据需要选择合适的温度，并尽量予以恒定。为了保证聚氨酯发泡反应的充分进行，发泡前应将外壳、内胆、模具作预热处理。如何保持箱体尺寸、外观形状不变形，历来是个受人关注的问题，模具是一个很重要的因素，聚氨酯硬泡发泡原理是：反应热使发泡剂汽化，发泡体系体积膨胀。这种膨胀作用将导致泡沫体系的内压升高。聚氨酯在发泡过程中产生的压力为0.5-0.1kg/cm2，箱体在承受发泡压力时，易发生变形，这需要有内外模具来承载压力，模具应具备足够的强度。根据太阳能热水器构造的这际情况，可用内胆充气使内胆承载一定的压力。 发泡设备：聚氨酯发泡时，黑料和白料在发泡机混合室内停留的时间是很短的，一般几分之一至仅几秒，混合效率是一个很重要的因素。黑料和白料混合均匀，泡沫的泡孔细腻、均匀、保温效果好。为了确保混合效果，聚氨酯发泡时应使用高压发泡机.环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术 编制单位编制单位编制单位编制单位： 技术工艺部技术工艺部技术工艺部技术工艺部 编编编编 制制制制： 审审审审 核核核核： 批批批批 准准准准： 股份有限公司股份有限公司股份有限公司股份有限公司 2009年年年年12月月月月目录聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料 1、 黑料黑料黑料黑料 2、 白料白料白料白料 3、 发泡剂发泡剂发泡剂发泡剂 二二二二、发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理 三三三三、 环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制 四四四四、 反应速度反应速度反应速度反应速度参数参数参数参数 五五五五、 聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性能要求能要求能要求能要求 六六六六、 发泡工艺控制要环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系硬质硬质硬质硬质聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺技术技术技术技术 一一一一、 聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料 聚氨酯生产主要原料有：黑料、白料、发泡剂。 1、黑料黑料黑料黑料: 黑料的学名为多异氰酸酯多异氰酸酯多异氰酸酯多异氰酸酯，因其是一种黑色粘稠液体，故俗称黑料。多异氰酸酯的主要品种有MDI、TDI、PAPI，其中MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）用于冰箱聚氨酯泡沫生产。白料：工业生产冰箱聚氨酯泡沫时，通常先将组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇、催化剂催化剂催化剂催化剂，泡沫稳定剂泡沫稳定剂泡沫稳定剂泡沫稳定剂进行混合，这种混合物是一种白色粘稠液体，俗称白料。 (1) 组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇组合聚醚型多元醇：冰箱聚氨酯泡沫所使用的多元醇为聚醚型多元醇。 (2) 催化剂催化剂催化剂催化剂：催化剂的主要作用是加速聚氨酯的形成和混合物的发泡，缩短固化时间，提高发泡质量。 (3) 泡沫稳定剂泡沫稳定剂泡沫稳定剂泡沫稳定剂：泡沫稳定剂的主要作用是乳化系统中的各原料组份，保证体系反应顺利进行；促进气泡的成核作用；提高气泡壁稳定性，使制品泡孔均匀细密，具有良好的机械性能。稳定剂的用量虽然不大，但对泡沫体的泡孔结构、物理性能、制造工艺都有着重大影响。 (4) 组合聚醚的性能指标(组合聚醚牌号：HY MA)目 单位 指标 备注 水分 % 2.102.20 羟值 mg KOH/g 445475 酸值 PH11 粘度(25) mPa*s 25003500 密 度(25) g/cm3 1.07 黑料1.23 外观 草黄色透明液体，无机械杂3、发泡剂：在聚氨酯发泡中，发泡剂主要作用是产生气体，在聚氨酯中形成均匀分布的细小气泡。发泡剂本身不参加多异氰酸酯和组合聚醚之间的化学反应。利用氟利昂（如R11、R12）作发泡剂的发泡工艺称为有氟发泡。发泡剂不含氟利昂的发泡工艺称为无氟发泡。如环戊烷发泡。 二二二二、发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理 通过高压发泡机的注射枪头把黑料黑料黑料黑料 和白料白料白料白料与环戊烷的预混物与环戊烷的预混物与环戊烷的预混物与环戊烷的预混物进行混合，并注入箱体或门体的外壳和内胆之间的夹层内。在一定温度条件下，多多多多异氰酸酯异氰酸酯异氰酸酯异氰酸酯（中的异氰酸根异氰酸根异氰酸根异氰酸根（-NCO）与组合聚醚组合聚醚组合聚醚组合聚醚（中的羟基羟基羟基羟基（-OH）在催化剂的作用下发生化学反应，生成聚氨酯，同时释放大量热量。此时预混在组合聚醚的发泡剂（环戊烷环戊烷环戊烷环戊烷）不断汽化使聚氨酯膨胀填充壳体和内胆之间的空隙。 化学反应式nO=C=NRN=C=O + n HOROH ( OCNHRNHCOO RO )三 环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制 a) 黑料和白料的配比： 黑料黑料黑料黑料白料白料白料白料环戊烷环戊烷环戊烷环戊烷 = 14510013 b) 发泡原液温度：黑料和白料温度控制在1825 c) 模具温度：405 d) 箱预热炉温度：3550，发泡炉温度3555。 e) 注射压力：箱发泡黑料和白料注射压力控制在1316MPa，门发泡黑料和白料注射压力控制在1314MPa。 f) 熟化时间：6min 四、反应速度反应速度反应速度反应速度参数参数参数参数（亨斯迈黑料与亨斯迈黑料与亨斯迈黑料与亨斯迈黑料与白料白料白料白料MA ） 反应标准条件：各化学试剂温度为20，纸杯容量为455毫升，搅拌器为4片螺旋叶片，并带6厘米的导向环，在2000转/分钟的速度下搅拌。配配配配 比比比比 黑料黑料黑料黑料 145 组合聚醚组合聚醚组合聚醚组合聚醚 100 环戊烷环戊烷环戊烷环戊烷 13 项项项项 目目目目 单位单位单位单位 指标值指标值指标值指标值 搅拌时间 S 6 乳白（始发）时间 S 1418 凝胶（拉丝）时间 S 7086 不粘（止发）时间 S 12515五 、聚氨酯泡沫性能要求聚氨酯泡沫性能要求聚氨酯泡沫性能要求聚氨酯泡沫性能要求 1、自由发泡密度：2527Kg/m3 2、聚氨酯模塑密度：362Kg/m3 3、压缩强度： 0.20MPa 4、导热系数： 19.6 mw/mk 5、尺寸稳定性（-30，24h）： 1.0% 6、闭孔率 97% 生产工艺培训资料生产工艺培训资料生产工艺培训资料生产工艺培训资料 6、 发泡前的准备工作准备工作准备工作准备工作： A、 箱发泡前应检查箱体的排、吸气管是否按要求整理好，是否有弯折。引出线是否齐全，排水管是否已装好。发泡工艺板是否按工艺要求粘贴好。 B、 门发泡前应检查门体的把手是否装正，有无歪斜。配线装配尺寸是否符合工艺要