发泡工艺手册

泡沫的物理特性
CFC-11的替代物 的替代物
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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
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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 www.themegallery.com
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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 、
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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
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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
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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
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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
• • • • 泡沫太厚 发泡工艺参数 过填量太大 脱模时间太短 聚氨酯系统的脱模效果不够好
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
泡沫断裂
定义: 沿厚度方向裂开 发 现场 工 可能的原因
• 错误地设置了黑白料比率 发泡工艺参数 • 泡沫强度太大 • 低 羟值系统将会有所帮助
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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)
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泡沫的物理特性 密度： 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 由于浮力的影响而造成的表观密度损失大约为1.2公斤 立方米。 由于浮力的影响而造成的表观密度损失大约为 公斤/立方米。 的影响而造成的表观密度损失大约 公斤 立方米
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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
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聚氨酯泡沫的合成原理
异氰酸酯的化学反应活性非常强 - 因为其碳原子具有很强 焊接工具头 O- ) 的正电性 (N-= C+=1.焊接工具头
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。 当异氰酸酯与醇的官能度超过2 即生成聚氨酯。
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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
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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
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发泡工艺手册
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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
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一、聚氨酯硬泡基础知识简介
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 聚氨酯的基础化学原料及作用 聚氨酯泡沫的合成原理
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三、发泡现场工艺控制
发 现场
工
发泡工艺参数
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发 现场
工
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
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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： 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
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Βιβλιοθήκη Baidu LOGO
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 ， 泡沫约占全部聚氨酯市场的 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
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聚氨酯的基础化学原料及作用 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
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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 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 聚合物的特性 泡沫的密度 幅射吸收体 泡沫的吸湿性 测试温度
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
尺寸稳定性或泡沫强度较差
泡沫密度太低 发 现场 工 过填量过低 流动较差发泡工艺参数 - 导致过高的泡孔各向异性 泡沫交联程度不够
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
脱模时间长
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工艺参数 发 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
二、发泡工艺
设备要求
工艺要求 常规工艺试验
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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。
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
中梁收缩
发 现场
工
侧板金属厚度太低 发泡工艺参数 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
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
泡沫分层
定义: 泡沫由厚度方向裂开 发 现场 工 可能的原因
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
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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
冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
泡沫渗漏
箱体设计及构造不佳 发 现场 工 密封不严 过填量太大 发泡工艺参数
• 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
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
粘结性较差
箱体, 温度太低 发 现场 工 箱体, 表面不清洁，有水汽，油污等 发泡工艺参数 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,
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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 现场 工 • 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 发泡工艺参数 • 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
泡沫厚度大，脱模时间长 发 现场 工 过填充量大 发泡工艺参数 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
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冰箱聚氨酯发泡常见问题及解决方法
泡沫表面气泡偏多
发 排风不当 现场 工 箱体没有进行最优化设计 发泡工艺参数 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
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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 ）
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