聚氨酯发泡课件.ppt

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1、硬质聚氨酯泡沫塑料概说硬质聚氨酯泡沫塑料概说常熟一统聚氨酯制品有限公司聚氨酯是含有一定量以上尿烷键的高分子化合物的总称尿烷键是通过异氰酸酯和活性氢化合物的加成聚合反应所得什么是聚氨什么是聚氨酯R NCOOCNR OHHOR NHCOOROCONHn 异氰酸酯活性水素化合物重复单元什么是聚异氰酸酯在一个分子中有两个以上异氰酸酯基团（-NCO）的化合物具有代表性的聚异氰酸酯甲苯二异氰酸酯：TDI二苯基甲烷二异氰酸酯：MDI异异氰酸酸酯概説概説CH3NCONCOCH2NCOOCN什么是多元醇：在一个分子内有两个以上羟基（-OH）化合物的总称多元醇多元醇概説概説HO-CH2-CH2-OHHO-CH2-

2、CH-CH2-OHOHEGGly例聚氨酯聚氨酯原料概念原料概念图图官能基数:2引发剂付加A.O.官能基数:3官能基数:4官能基数:5官能基数:6MDIMDI和PPG的反应模式图分子量 大/小许多泡孔的集合体（构造体）同其他材料相比密度低隔热性能好什么是泡孔有棱角和薄膜形成的多面体存有向内部难传导热量的气体什么是硬质聚氨酯泡沫什么是组合聚醚Premix.配方的根基影响所有的物性指标同异氰酸酯反应CO2排出粘接性热传导率胺类控制反应进程、脱膜性硅油类 控制气泡 热传导率 气泡性环戊烷C5H10沸点49.3多元醇水催化剂整泡剂发泡剂树树脂化反脂化反脂化反脂化反应应发发泡反泡反泡反泡反应应-NCO-N

3、CO+HH2 2OO-NH-NH2 2+COCO2 2 发发泡泡泡泡剂剂COCO2 2COCO2 2gasgasCOCO2 2发发泡泡泡泡剂剂膨張膨張膨張膨張 异异异异氰氰酸酸酸酸酯酯多元醇多元醇多元醇多元醇水水水水催化催化催化催化剂剂整泡整泡整泡整泡剂剂发发泡泡泡泡剂剂LiquidLiquid树树脂脂脂脂gasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgasgas-NH-NH2 2 +-NCO-NCO-NHCONH-NHCONH-OH +-OH +-NCO-NCO-OCONH-OCONH-尿素尿素尿素尿素键键聚氨聚氨聚氨聚氨酯键酯键

4、結合結合結合結合聚氨聚氨酯泡沫的泡沫的发泡原理泡原理 发泡现象未特征的用语乳白时间（CT）异氰酸酯和组合聚醚混合开始到液体呈乳白状的时间拉丝时间(GT)用玻璃帮等插入发泡途中泡沫里，拔出时有丝树脂延伸时的经过时间不粘手时间(TFT)用四氟乙烯环接触自由发泡泡沫表面吐泡时间(RT)从发泡开始到泡沫成长结束的时间泡沫外观 一般物性为特征的用语脆皮 发泡之后的泡沫表面一时的 脆皮现象、泡沫和面材之间粘接性的尺度芯密度(kg/m3)除去表皮部分的泡沫密度 粘接力(MPa)面材和泡沫的粘接力泡沫的强度(MPa)泡沫的强度 线稳定性(Vol%)在一定的温度和湿度的条件下泡沫变化的比率热传导率(W/mK)表

5、示物质传导热量的程度硬硬质泡沫泡沫领域的域的基本用基本用语为提高隔热性能为提高隔热性能降低泡沫的热传导率物理物理发发泡泡剂剂比率比率和和COCO2 2混合蒸混合蒸气气热传导热传导率的关系率的关系（计计算算値）値）024681012141618020406080100物理物理发发炮炮剂剂比率比率(mol%)(mol%)熱伝導率熱伝導率(mW/mKmW/mK)CPHCFC-141 foamg+s+c+rsppraSz树脂气体辐射対流p:固体热传导率p:固体密度:泡沫密度a:常数Sz:泡沫尺寸泡沫泡沫泡沫泡沫微細化微細化微細化微細化远红外线远红外线远红外线远红外线泡沫尺寸小远红外线远红外线泡沫尺寸大

6、远红外线远红外线泡沫微细化可降泡沫微细化可降foam电冰箱注入发泡时的注意事项电冰箱注入发泡时的注意事项 发生收缩的条件发生收缩的条件P（大气压泡孔内压大气压泡孔内压）Rs（泡孔构造体强度泡孔构造体强度）泡孔泡孔内圧内圧封入泡孔内的封入泡孔内的 环戊烷的分压环戊烷的分压CO2的分压空气的分压的分压空气的分压泡沫结构泡沫结构体強度体強度树树脂強度脂強度泡沫结构因素泡沫结构因素树树脂強度：脂強度：同多元醇起始剂结构同多元醇起始剂结构、架、架桥桥密度、密度、MDI结构结构、水（、水（尿素尿素）浓浓度、反度、反应应率率有关。玻璃转移点越高其强度越高。有关。玻璃转移点越高其强度越高。泡孔结构因素泡孔结构

7、因素：各向异性现象越低（接近真球状）其强度越高各向异性现象越低（接近真球状）其强度越高。特别是在湍流的部位（隔热厚度的变化，流动方向变化）特别是在湍流的部位（隔热厚度的变化，流动方向变化）明显带来强度低下的影响明显带来强度低下的影响。冰箱外观变形冰箱外观变形1 树脂強度泡孔形状泡孔内圧凹下起伏泡沫收泡沫收缩缩的的条件条件同大气压的压力差大 泡孔内气体向体系外扩散、空气不向泡孔内扩散樹脂強度(密度)不足注意泡孔内气体的移动关键是以老化技术为基础选择合适的密度泡孔内气体泡孔内气体环环戊戊烷烷二二氧化碳氧化碳空空气气老化泡沫收缩CO2N2O2CP各种气体对聚氨酯樹脂透過係数*(m2/sec)100

8、x 10-1213 x 10-1247 x 10-120.5 x 10-12*50,61-71 kg/m3 M.E.Olsson et al,Journal of Cellular Plastics,Vol.38,March 2002,p.177老化收缩老化收缩老化收缩老化收缩实验結果 老化后的气体组成变化CO2全部向泡孔外扩散Air向泡孔内扩散量少CP仅向泡孔外扩散一点泡孔内持续负压状态CO2dldwdl/dw1泡孔各向特性指标:圧縮強度纵/横比（低温）収縮注意圧縮強度纵/横比3030313132323333343435353.53.54 44.54.55 55.55.56 6极限密度(kg

9、/m3)3030313132323333343435353.43.43.53.53.63.63.73.73.83.8TgTg/159.9/159.9TgTg/167.7/167.7TgTg/154.9/154.9TgTg/157.7/157.7多元醇官能基团数限界密度(kg/m3)-30限界密度：体积保持率95%時的密度泡孔泡孔结构因素构因素因子因子树脂脂强度度低温低温低温低温收收收收缩缩缩缩1.缓和有厚度变化地方的倾斜角2.往内隔侧面部位等地方贴补强板3.往压缩机侧面贴玻璃胶带4.往内隔处并用聚氨酯之外的材料5.变更固定管线的位置/贴铝薄胶带的位置6.变更设计绝热厚度显著的地方/并用其他材料

10、7.改变往内隔板（非聚氨脂零件）注入聚氨酯的位置等，注入方法的改变加倾斜角聚氨酯的特性反应热向模具移动面材等的阻力空气移动 影响影响聚氨酯对冰箱填充的要素冰箱外冰箱外观变形形-2 項目假设不良现象对策例空气移动空气的排气不良妨碍聚氨酯的填充，造成气泡产生设置开出气孔，有效的排出相当于聚氨酯填充体积的空气模具温度，箱体温度低，反应热大多被模具夺走，聚氨酯自身的发泡效率下降，造成空洞模具温度过高，发泡效率上升，脱模性不好，溢料增加几空气在短时间排不出去时，产生气泡面材等的阻力因预涂铁板等涂料对聚氨酯流动性地影响有时下降5%变换面材时，要确认其填充性更换低水量配方时，易受模具的影响，产生低温时的空洞

11、现象用与聚氨酯特性相符的发泡条件变换反应速度显著不同的配方时，排气速度/排气路径将变化，很有可能产生气泡靠变换出气孔的个数，位置使空气高效率排出模具温度控制在适当范围（45 前后）反应热向模具移动聚氨酯的特性有关填充性一般有关填充性一般有关填充性一般有关填充性一般观观点点点点现行近似配方条件下的泡沫流动性流動性%图模具温度同泡沫流动性的关系长度100cm宽度30cm厚5cm聚氨酯板材模具温度1.管理模具温度在冬季，早晨的模具/箱体的预热温度不要低于35-40C冬季条件下,其注入量要增加約 3-5%模具温度、调整注入量后再开始生产2.用开出气孔等办法，确保排气通道通畅变更出气孔位置，增加出气孔个

12、数变更密封材料，用通气性好的海绵胶条现代近似配方条件下的液温对聚氨酯发泡的影响用检测聚氨酯流动及增粘情况的测定仪来检测改变液温时聚氨酯发泡的变化情况BOXSIZE200200200mm让棒震动来测聚氨酯的硬化程度用远红外线测泡沫的高度聚氨酯 注入液温对聚氨酯发泡的影响发泡高度mm時間sec液温液温時間sec振幅増粘情况流動情况反应性CT/GT/TFT1516/62/992010/48/7825 6/40/7030 4/33/60现行近似配方机械发泡的评价发泡高度mm時間sec振幅時間sec増粘情况吐出圧力对聚氨酯发泡的影响反应性CT/GT/TFT8MPa7/42/7212MPa 6/40/70

13、16MPa 5/36/65液温度25现行近似配方机械发泡的评价填充率和脱膜时间对泡沫气泡的影响脱模后不久脱模一日后气泡量mm膨量mm填充率%脱膜時間min400400t 70mm板材评价尺寸现行近似配方机械发泡的评价填充率120%脱膜时间4分附录：诸条件对聚氨酯发泡的影响诸条件对聚氨酯发泡的影响-1假设现象检验方法(例）应对方法(例）1.液温高反应性快，黏度下降填充不良憋气泡膨胀，溢料确认自由发泡时的反应性，密度测定枪头的实际温度低反应性慢，黏度上升填充不良-诱发外观变形粘结不良-剥离，诱发外观变形2.液比异氰酸酯多反应性慢，发泡率下降填充不良诱发外观变形粘接不良剥离，诱发外观变形泡孔粗大绝热

14、性能下降确认自由发泡时的反应性，密度，表皮脆度确认循环压和吐出的变动确认吸入压力的变动确认油压，存储压有否异常确认计量。在设定正常值确认注射嘴。除去污垢堵塞物确认过滤器。除去堵塞物确认后塞动作。在设定油压，存储压的正常值异氰酸酯少反应性快，发泡倍率上升填充不良，膨胀，溢料诱发外观变形泡沫强度不大3.CP(发泡剂）量 多反应性慢，发泡倍率上升膨胀，溢料诱发外观变形泡沫强度不足粘接不良剥离，诱发外观变形确认自由发泡的反应性，密度CP混合机表示的变化取出原液，进行手发泡，确认液比重确认CP混合机。流量，过滤器有很大差别时，取出发泡机器里的原液，换成调整好的正常品少反应性快，发泡倍率下降填充不良泡沫强

15、度不足诱发外观变形条件降低设定温度（提高人交换能力）高压循环（实际温度低时）诸条件对聚氨酯的影响-2假设想象（例）検証法(例）対処法(例）4.吐出圧力高吐出时迸溅，流速上升反应性快填充不良，气泡突出部变形，剥离，溢料泡孔粗大绝热性能下降吐出时的状态观察自由发泡反应性泡孔、混合状态确认循环压和吐出压的变动确认吸入压力的变动确认油压，存储压力调整压力使之柽流畅吐出状态调整嘴轻，节流阀位置，冲程调整压力使之处混合良好状态确认注射嘴、除去堵塞物确认活塞动作在设定油压，存储压的正常值低流速不足引起原液扩散不足，混合不足反应性慢填充不良，泡沫强度不足诱发外观外形5.吐出量多吐出时迸溅，流速上升（参照上计吐

16、出压力高时）注入量不稳定填充、外观变形的好，坏的偏差大计测注入时间短的机种实际注入量的偏差其它参照上计吐出压力设定吐出量使注入时间不低于5秒注入时间最大的也要弊拉丝时间短少流速不足引起原液扩散不足，混合不足（参照上计吐出压力低时）超过拉丝时间注入泡孔粗大绝热性能下降6.模具温度高发泡效率提高排气不足引起填充不良诱发外观变形膨胀、溢料、气泡测定实际温度测定解体泡沫的密度将模温调整到合适值（变更设定炉温等）低发泡效率下降流动低下引起填充不良诱发外观变形粘接不良剥离诱发外观变形7.产品温度高发泡效率提高（参照上记模温高时）管等固定胶带粘合能力降低引起剥离测定实际温度产品的温度调整到合适值（变更设定炉

17、温等）=填充不良冷却性能不足低发泡效率低下（参照上记模温低时）条件要因対策外外观变形形泡沫强度不足注入重量密度分布刚一脱模后的膨胀合适的注入量合适的热化时间収縮变形泡沫性状液比偏差合适的液比（反应性/密度）发泡计量的偏差何时的原料、发泡剂比缺料注入量合适化排气泡孔粗/混合不良合适的突出条件确认油压，油泄漏等卷入，被拉长，溢料，气泡合适的吐出条件合适的注入量合适的液温、模温形状变更，补强，剥离合适的面材表面性剥离合适的制品温度、模温合适的液比、原料合适的面采表面性结构汇编管线等固定位置放气、防碍流动合适的汇编合适的制品温度其它几种状态厚度变化，排气位置和量流动距离形状変更、补强、剥离变更注入条件

18、其它压模刚一脱模后的膨胀、歪合适的模具环境温度温度测定急冷条件回避、保温等检验事项外观变形不良的产生要因対策填充不良填充不良泡沫流动性不足注入状态枪头的方向，吐出时有否迸溅何时的吐出条件空洞缺料泡沫性状液比偏差合适的液比（反应性/密度）发泡剂量偏差合适的原料/发泡剂比吐出量、填充重量偏差合适的注入量合适的液温合适的吐出条件泡孔粗/混合不良合适的吐出条件确认油圧油遗漏等结构其他机种状况出气孔状况出气孔打通否出气孔个数够否从出气孔排气状态增加出气孔个数其它按模具因歪尺寸是否改变合适的模具模具温度箱体预热温度温度测定合适的模具温度有时調整注入量検証事項填充性不良要因対策脱型不良脱型不良发现泡沫强度不足改变熟化时间刚一脱模后的膨胀/裂缝合适的熟化时间改良配方不能脱模内部裂缝膨胀大泡沫形状（反应性/密度）液比偏差合适的液比漏料発泡剤量偏差合适的原料/発泡剤量过充填合适的注入量合适的液温泡孔粗/混合不良合适的吐出条件确认油圧，油泄露等结构其他机种状况厚度绝对值流动距离形状变更，补强改变注入条件其他按模具刚一脱模后的膨胀/歪合适的模具模具温度温度測定（过高否）合适的模具温度根据情况调整注入量検証事項脱模不良品的发生