聚氨酯發(fā)泡教材

1、常熟一統(tǒng)聚氨酯制品有限公司聚氨酯是含有一定量以上尿烷鍵的高分子化合物的總稱尿烷鍵是通過異氰酸酯和活性氫化合物的加成聚合反應(yīng)所得R NCOOCNR OHHOR NHCOOROCONHn 異氰酸酯活性水素化合物重復(fù)單元 什么是聚異氰酸酯在一個(gè)分子中有兩個(gè)以上異氰酸酯基團(tuán)（-NCO）的化合物 具有代表性的聚異氰酸酯 甲苯二異氰酸酯 ： TDI二苯基甲烷二異氰酸酯 ： MDICH3NCONCOCH2NCOOCN什么是多元醇：在一個(gè)分子內(nèi)有兩個(gè)以上羥基（-OH）化合物的總稱HO-CH2-CH2-OHHO-CH2-CH-CH2-OHOHEGGly例官能基數(shù) : 2引發(fā)劑付加A.O.官能基數(shù) : 3官能基數(shù)

2、 : 4官能基數(shù) : 5官能基數(shù) : 6MDIMDI和PPG的反應(yīng)模式圖分子量 大/小許多泡孔的集合體（構(gòu)造體）同其他材料相比密度低隔熱性能好什么是泡孔有棱角和薄膜形成的多面體存有向內(nèi)部難傳導(dǎo)熱量的氣體什么是硬質(zhì)聚氨酯泡沫什么是組合聚醚Premix.配方的根基影響所有的物性指標(biāo)同異氰酸酯反應(yīng)CO2排出粘接性熱傳導(dǎo)率胺類控制反應(yīng)進(jìn)程、脫膜性硅油類 控制氣泡 熱傳導(dǎo)率 氣泡性環(huán)戊烷C5H10沸點(diǎn)49.3多元醇水催化劑整泡劑發(fā)泡劑 發(fā)泡現(xiàn)象未特征的用語乳白時(shí)間（CT） 異氰酸酯和組合聚醚混合開始到液體呈乳白狀的時(shí)間拉絲時(shí)間 (GT) 用玻璃幫等插入發(fā)泡途中泡沫里，拔出時(shí)有絲樹脂延伸時(shí)的經(jīng)過時(shí)間不粘手

3、時(shí)間(TFT) 用四氟乙烯環(huán)接觸自由發(fā)泡泡沫表面吐泡時(shí)間(RT) 從發(fā)泡開始到泡沫成長結(jié)束的時(shí)間泡沫外觀 一般物性為特征的用語脆皮 發(fā)泡之后的泡沫表面一時(shí)的 脆皮現(xiàn)象、泡沫和面材之間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強(qiáng)度 (MPa) 泡沫的強(qiáng)度 線穩(wěn)定性 (Vol %) 在一定的溫度和濕度的條件下泡沫變化的比率熱傳導(dǎo)率 (W / mK) 表示物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的程度降低泡沫的熱傳導(dǎo)率物理物理發(fā)泡劑發(fā)泡劑比率比率和和COCO2 2混合蒸混合蒸氣熱傳導(dǎo)率的關(guān)系氣熱傳導(dǎo)率的關(guān)系（計(jì)算計(jì)算値）値）024681012141618020406

4、080100物理發(fā)炮劑比率物理發(fā)炮劑比率(mol%)(mol%)熱伝導(dǎo)率熱伝導(dǎo)率( (mW/mKmW/mK) )CPHCFC-141 foam g+ s+ c + rs ppra Sz樹脂氣體輻射対流p : 固體熱傳導(dǎo)率p : 固體密度 : 泡沫密度 a : 常數(shù) Sz : 泡沫尺寸遠(yuǎn)紅外線遠(yuǎn)紅外線遠(yuǎn)紅外線遠(yuǎn)紅外線泡沫尺寸小遠(yuǎn)紅外線遠(yuǎn)紅外線泡沫尺寸大遠(yuǎn)紅外線遠(yuǎn)紅外線泡沫微細(xì)化可降泡沫微細(xì)化可降foam 發(fā)生收縮的條件發(fā)生收縮的條件P（ （大氣壓泡孔內(nèi)壓大氣壓泡孔內(nèi)壓） ）Rs（ （泡孔構(gòu)造體強(qiáng)度泡孔構(gòu)造體強(qiáng)度）泡孔泡孔內(nèi)圧內(nèi)圧封入泡孔內(nèi)的封入泡孔內(nèi)的 環(huán)戊烷的分壓環(huán)戊烷的分壓CO2的分壓空氣的

5、分壓的分壓空氣的分壓泡沫結(jié)構(gòu)泡沫結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度體強(qiáng)度樹樹脂強(qiáng)度脂強(qiáng)度泡沫結(jié)構(gòu)因素泡沫結(jié)構(gòu)因素樹樹脂強(qiáng)度：脂強(qiáng)度：同多元醇起始劑結(jié)構(gòu)同多元醇起始劑結(jié)構(gòu)、架、架橋橋密度、密度、MDI結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、水（、水（尿素尿素） ）濃濃度、反度、反應(yīng)應(yīng)率率有關(guān)。玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)越高其強(qiáng)度越高。有關(guān)。玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)越高其強(qiáng)度越高。泡孔結(jié)構(gòu)因素泡孔結(jié)構(gòu)因素： ：各向異性現(xiàn)象越低（接近真球狀）其強(qiáng)度越高各向異性現(xiàn)象越低（接近真球狀）其強(qiáng)度越高。 。特別是在湍流的部位（隔熱厚度的變化，流動(dòng)方向變化）特別是在湍流的部位（隔熱厚度的變化，流動(dòng)方向變化）明顯帶來強(qiáng)度低下的影響明顯帶來強(qiáng)度低下的影響。 。樹脂強(qiáng)度泡孔形狀泡孔內(nèi)圧凹下起伏泡沫收

6、泡沫收縮縮的的條件條件同大氣壓的壓力差大 泡孔內(nèi)氣體向體系外擴(kuò)散、 空氣不向泡孔內(nèi)擴(kuò)散樹脂強(qiáng)度(密度)不足注意泡孔內(nèi)氣體的移動(dòng)關(guān)鍵是以老化技術(shù)為基礎(chǔ)選擇合適的密度泡孔內(nèi)氣體泡孔內(nèi)氣體環(huán)環(huán)戊戊烷烷二二氧化碳氧化碳空空氣氣老化泡沫收縮CO2N2O2CP各種氣體對(duì)聚氨酯樹脂透過係數(shù)* (m2 / sec)100 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實(shí)驗(yàn)結(jié)果 老化后的氣體組成變化

7、CO2全部向泡孔外擴(kuò)散Air向泡孔內(nèi)擴(kuò)散量少CP僅向泡孔外擴(kuò)散一點(diǎn)泡孔內(nèi)持續(xù)負(fù)壓狀態(tài)CO2dldwdl/dw1泡孔各向特性指標(biāo) : 圧縮強(qiáng)度縱/橫比（低溫）収縮注意圧縮強(qiáng)度縱/橫比3030313132323333343435353.53.54 44.54.55 55.55.56 6極限密度(kg/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多元醇官能基團(tuán)數(shù)限界密度(kg/m3)-30限界密度：體積保

8、持率 95 % 時(shí)的密度泡孔泡孔結(jié)結(jié)構(gòu)因素構(gòu)因素因子因子樹樹脂脂強(qiáng)強(qiáng)度度1. 緩和有厚度變化地方的傾斜角2. 往內(nèi)隔側(cè)面部位等地方貼補(bǔ)強(qiáng)板3. 往壓縮機(jī)側(cè)面貼玻璃膠帶4. 往內(nèi)隔處并用聚氨酯之外的材料5. 變更固定管線的位置/貼鋁薄膠帶的位置6. 變更設(shè)計(jì)絕熱厚度顯著的地方/并用其他材料7. 改變往內(nèi)隔板（非聚氨脂零件）注入聚氨酯的位置等， 注入方法的改變加傾斜角聚氨酯的特性反應(yīng)熱向模具移動(dòng)面材等的阻力空氣移動(dòng) 影響影響聚氨酯對(duì)冰箱填充的要素項(xiàng)目假設(shè)不良現(xiàn)象對(duì)策例空氣移動(dòng)空氣的排氣不良妨礙聚氨酯的填充，造成氣泡產(chǎn)生設(shè)置開出氣孔，有效的排出相當(dāng)于聚氨酯填充體積的空氣模具溫度，箱體溫度低，反應(yīng)熱大

9、多被模具奪走，聚氨酯自身的發(fā)泡效率下降，造成空洞模具溫度過高，發(fā)泡效率上升，脫模性不好，溢料增加幾空氣在短時(shí)間排不出去時(shí)，產(chǎn)生氣泡面材等的阻力因預(yù)涂鐵板等涂料對(duì)聚氨酯流動(dòng)性地影響有時(shí)下降5%變換面材時(shí)，要確認(rèn)其填充性更換低水量配方時(shí)，易受模具的影響，產(chǎn)生低溫時(shí)的空洞現(xiàn)象用與聚氨酯特性相符的發(fā)泡條件變換反應(yīng)速度顯著不同的配方時(shí)，排氣速度/排氣路徑將變化，很有可能產(chǎn)生氣泡靠變換出氣孔的個(gè)數(shù)，位置使空氣高效率排出模具溫度控制在適當(dāng)范圍（45 前后）反應(yīng)熱向模具移動(dòng)聚氨酯的特性現(xiàn)行近似配方條件下的泡沫流動(dòng)性流動(dòng)性%圖模具溫度同泡沫流動(dòng)性的關(guān)系8 80 08 85 59 90 09 95 51 10 0

10、0 01 10 05 52 25 53 30 03 35 54 40 04 45 55 50 05 55 56 60 0長度100cm寬度30cm厚5cm聚氨酯板材模具溫度1. 管理模具溫度在冬季，早晨的模具/箱體的預(yù)熱溫度不要低于35-40C冬季條件下,其注入量要增加約 3-5 %模具溫度、調(diào)整注入量后再開始生產(chǎn)2. 用開出氣孔等辦法，確保排氣通道通暢變更出氣孔位置，增加出氣孔個(gè)數(shù)變更密封材料，用通氣性好的海綿膠條現(xiàn)代近似配方條件下的液溫對(duì)聚氨酯發(fā)泡的影響用檢測(cè)聚氨酯流動(dòng)及增粘情況的測(cè)定儀來檢測(cè)改變液溫時(shí)聚氨酯發(fā)泡的變化情況BOXSIZE200200200mm讓棒震動(dòng)來測(cè)聚氨酯的硬化程度用遠(yuǎn)

11、紅外線測(cè)泡沫的高度聚氨酯 注入05010015020025002040608010012015202530液溫對(duì)聚氨酯發(fā)泡的影響發(fā)泡高度mm時(shí)間sec液溫02 1034 1036 1038 1031 1041.2 10402040608010012015202530液溫時(shí)間sec振幅増粘情況流動(dòng)情況反應(yīng)性CT/GT/TFT1516/ 62/ 992010/ 48/ 7825 6/ 40/ 7030 4/ 33/ 60現(xiàn)行近似配方機(jī)械發(fā)泡的評(píng)價(jià)0501001502002500204060801001208MPa12MPa16MPa發(fā)泡高度mm時(shí)間sec02 1034 1036 1038 1031

12、 1041.2 1040204060801001208MPa12MPa16MPa振幅時(shí)間sec増粘情況吐出圧力對(duì)聚氨酯發(fā)泡的影響反應(yīng)性CT/GT/TFT8MPa7/ 42/ 7212MPa 6/ 40/ 7016MPa 5/ 36/ 65液溫度25現(xiàn)行近似配方機(jī)械發(fā)泡的評(píng)價(jià)-1.000.001.002.003.004.00110115120125130135140145 28.3 kg/m387 kPa29.9 kg/m3113 kPa32.2 kg/m3168 kpa33.0 kg/m3187 kPa填充率和脫膜時(shí)間對(duì)泡沫氣泡的影響脫模后不久脫模一日后氣泡量mm膨量mm填充率%脫膜時(shí)間min

13、400400t 70mm板材評(píng)價(jià)尺寸0.01.02.03.04.05.02345678現(xiàn)行近似配方機(jī)械發(fā)泡的評(píng)價(jià)填充率120%脫膜時(shí)間4分附錄：諸條件對(duì)聚氨酯發(fā)泡的影響諸條件對(duì)聚氨酯發(fā)泡的影響-1假設(shè)現(xiàn)象檢驗(yàn)方法(例）應(yīng)對(duì)方法(例）1. 液溫高反應(yīng)性快，黏度下降填充不良憋氣泡膨脹，溢料確認(rèn)自由發(fā)泡時(shí)的反應(yīng)性，密度測(cè)定槍頭的實(shí)際溫度低反應(yīng)性慢，黏度上升 填充不良-誘發(fā)外觀變形粘結(jié)不良-剝離，誘發(fā)外觀變形 2. 液比異氰酸酯多反應(yīng)性慢，發(fā)泡率下降填充不良誘發(fā)外觀變形粘接不良剝離，誘發(fā)外觀變形泡孔粗大絕熱性能下降確認(rèn)自由發(fā)泡時(shí)的反應(yīng)性，密度，表皮脆度確認(rèn)循環(huán)壓和吐出的變動(dòng)確認(rèn)吸入壓力的變動(dòng)確認(rèn)油壓，

14、存儲(chǔ)壓有否異常確認(rèn)計(jì)量。在設(shè)定正常值確認(rèn)注射嘴。除去污垢堵塞物確認(rèn)過濾器。除去堵塞物確認(rèn)后塞動(dòng)作。在設(shè)定油壓，存儲(chǔ)壓的正常值異氰酸酯少反應(yīng)性快，發(fā)泡倍率上升填充不良，膨脹，溢料誘發(fā)外觀變形泡沫強(qiáng)度不大3. CP(發(fā)泡劑）量 多反應(yīng)性慢，發(fā)泡倍率上升膨脹，溢料誘發(fā)外觀變形泡沫強(qiáng)度不足粘接不良剝離，誘發(fā)外觀變形確認(rèn)自由發(fā)泡的反應(yīng)性，密度CP混合機(jī)表示的變化取出原液，進(jìn)行手發(fā)泡，確認(rèn)液比重確認(rèn)CP混合機(jī)。流量，過濾器有很大差別時(shí)，取出發(fā)泡機(jī)器里的原液，換成調(diào)整好的正常品少 反應(yīng)性快，發(fā)泡倍率下降填充不良泡沫強(qiáng)度不足誘發(fā)外觀變形條件降低設(shè)定溫度（提高人交換能力）高壓循環(huán)（實(shí)際溫度低時(shí)）諸條件對(duì)聚氨酯的

15、影響-2假設(shè)想象（例）検証法(例）対処法(例）4. 吐出圧力高吐出時(shí)迸濺，流速上升反應(yīng)性快填充不良，氣泡突出部變形，剝離，溢料泡孔粗大絕熱性能下降吐出時(shí)的狀態(tài)觀察自由發(fā)泡反應(yīng)性泡孔、混合狀態(tài)確認(rèn)循環(huán)壓和吐出壓的變動(dòng)確認(rèn)吸入壓力的變動(dòng)確認(rèn)油壓，存儲(chǔ)壓力調(diào)整壓力使之檉流暢吐出狀態(tài)調(diào)整嘴輕，節(jié)流閥位置，沖程調(diào)整壓力使之處混合良好狀態(tài)確認(rèn)注射嘴、除去堵塞物確認(rèn)活塞動(dòng)作在設(shè)定油壓，存儲(chǔ)壓的正常值低流速不足引起原液擴(kuò)散不足，混合不足反應(yīng)性慢填充不良，泡沫強(qiáng)度不足誘發(fā)外觀外形5. 吐出量多吐出時(shí)迸濺，流速上升（參照上計(jì)吐出壓力高時(shí)）注入量不穩(wěn)定填充、外觀變形的好，壞的偏差大計(jì)測(cè)注入時(shí)間短的機(jī)種實(shí)際注入量的偏

16、差其它參照上計(jì)吐出壓力設(shè)定吐出量使注入時(shí)間不低于5秒注入時(shí)間最大的也要弊拉絲時(shí)間短少流速不足引起原液擴(kuò)散不足，混合不足（參照上計(jì)吐出壓力低時(shí)）超過拉絲時(shí)間注入泡孔粗大絕熱性能下降6. 模具溫度高發(fā)泡效率提高排氣不足引起填充不良誘發(fā)外觀變形膨脹、溢料、氣泡測(cè)定實(shí)際溫度測(cè)定解體泡沫的密度將模溫調(diào)整到合適值（變更設(shè)定爐溫等）低發(fā)泡效率下降流動(dòng)低下引起填充不良誘發(fā)外觀變形粘接不良剝離誘發(fā)外觀變形7. 產(chǎn)品溫度高發(fā)泡效率提高（參照上記模溫高時(shí)）管等固定膠帶粘合能力降低引起剝離測(cè)定實(shí)際溫度產(chǎn)品的溫度調(diào)整到合適值（變更設(shè)定爐溫等）=填充不良冷卻性能不足低發(fā)泡效率低下（參照上記模溫低時(shí)）條件要因?qū)澆咄庥^變形外

17、觀變形泡沫強(qiáng)度不足注入重量密度分布剛一脫模后的膨脹合適的注入量合適的熱化時(shí)間収縮變形泡沫性狀液比偏差合適的液比（反應(yīng)性/密度）發(fā)泡計(jì)量的偏差何時(shí)的原料、發(fā)泡劑比缺料注入量合適化排氣泡孔粗/混合不良合適的突出條件確認(rèn)油壓，油泄漏等卷入，被拉長，溢料，氣泡合適的吐出條件合適的注入量合適的液溫、模溫形狀變更，補(bǔ)強(qiáng)，剝離合適的面材表面性剝離合適的制品溫度、模溫合適的液比、原料合適 的面采表面性結(jié)構(gòu)匯編管線等固定位置放氣、防礙流動(dòng)合適的匯編合適 的制品溫度其它幾種狀態(tài)厚度變化，排氣位置和量流動(dòng)距離形狀変更、補(bǔ)強(qiáng)、剝離變更注入條件其它壓模剛一脫模后的膨脹、歪合適的模具環(huán)境溫度溫度測(cè)定急冷條件回避、保溫等檢驗(yàn)事項(xiàng)外觀變形不良的產(chǎn)生要因?qū)澆咛畛洳涣继畛洳涣寂菽鲃?dòng)性不足注入狀態(tài)槍頭的方向，吐出時(shí)有否迸濺何時(shí)的吐出條件空洞缺料泡沫性狀液比偏差合適的液比（反應(yīng)性/密度）發(fā)泡劑量偏差合適的原料/發(fā)泡劑比吐出量、填充重量偏差合適的注入量合適的液溫合適的吐出條件泡孔粗/混合不良合適的吐出條件確認(rèn)油圧油遺漏等結(jié)構(gòu)其他機(jī)種狀況出氣孔狀況出氣孔打通否出氣孔個(gè)數(shù)夠否從出氣孔排氣狀態(tài)增加出氣孔個(gè)數(shù)其它按模具因