谈聚氨酯软泡制品及其常见的质量缺陷和应对措施
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聚氨酯发泡质量问题聚氨酯喷涂发泡过程中,出现泡沫收缩、酥脆、太软、烧心、开裂、冒烟、脱落、塌泡、泡沫孔粗大、一捏成细粉末、反应初期发泡慢、启发慢等一系列问题。
聚氨酯发泡受施工过程中条件、设备、工艺以及环境温度的影响,聚氨酯反应过程中会出现各种不正常的现象,最终影响泡沫质量问题。
现将所有可能出现的情况录如下:以下A料代表聚氨酯白料,即组合聚醚;B料代表聚氨酯黑料,即聚合MDI(多异氰酸酯)。
1、A、B料混合后不发泡:①料温低;②两组分配比不准③A料漏加催化剂;④B料质量低劣;⑤A料漏加发泡剂。
2、聚氨酯硬泡收缩:①A料组分多,使聚氨酯硬泡强度下降引起收缩;②喷枪中料液混合不均,喷雾空气太小,或物料粘度太大;③固化太快,形成较多闭孔;④气体热胀冷缩变形。
3、聚氨酯硬泡酥脆:①B料组分太多;②水分过多;③工作面温度过低;④B料酸值大,含杂质多;⑤A料阻燃剂加入量过多。
4、聚氨酯硬泡太软,熟化过慢:①B料组分量小;②A料中锡类催化剂太少;③气温、料温、落料工作面温度低。
5、聚氨酯硬泡塌泡:①发泡气体产生过速,应降低A料中胺催化剂用量;②A料中匀泡剂失效或有碱性;③催化剂失效或漏加,应补加A料中锡催化剂;④原料中酸值大。
6、聚氨酯硬泡泡孔粗大:①A料中匀泡剂失效或漏加;②水分多(发泡剂或聚醚中水分);③A、B料搅拌混合不均匀;④B 料纯度低,含总氯或酸值高;⑤气体发生速度比凝胶快。
7、聚氨酯硬泡开裂,或烧心:①物料温度高;②A料催化剂过量;③一次浇注量过大,泡沫过厚;④用水做发泡剂时加入量过多;⑤物料中有金属盐类杂质。
8、聚氨酯硬泡脱落:①喷涂工作面湿度大,使反应不完全充分,底层泡沫发酥、发脆、呈粉沫状;②被喷工作面不洁,有油污,灰尘太多9、聚氨酯硬泡逸出烟:①A料中催化剂用量太高;②A料中聚醚羟值过高;③料温太高等。
从以上出现的问题分析得知,除客观因素外,A料组分涉及因素较多。
在现实生产中,调整粘度、乳白时间、发泡时间、固化时间等主要是调整A料。
2016-07-14环球聚氨酯网
聚氨酯软泡产品一直被广泛应用于软体家具、汽车等领域。
随着人们的生活质量的提高和消费方式的改变,对绿色环保意识的加强,高质量、高科技含量、高附加值的软泡比重将不断增大。
软体家具的规范标准也在逐渐完善,频出的标准规范为聚氨酯软泡行业带上“紧箍咒”的同时,也将指导聚氨酯软泡生产企业走技术环保之路。
近几年来,软体家具的行业标准频出,实际上是对中国软体家具行业的督促。
这些标准进一步规范产品质量的同时,也对消费者购买家具产生一定的指导性。
作为和软体家具息息相关的聚氨酯软泡生产企业,也应在规范中看到聚氨酯软泡的市场发展大方向,进行企业技术创新,提高产品附加值,使企业走上高质环保的发展高速路。
聚氨酯软泡易受外在环境影响而产生黄变,而造成产品附加价值的降低,正确的添加耐黄变剂能提升聚氨酯软泡耐黄变效能,也能增加产品的附加价值。
添加耐黄变剂的配方产品,不仅在加工上有便利性,更提供了光降解黄变、热氧老化黄变、工业废气污染黄变问题,多合一的解决方案,满足客户多种耐黄变需求,提升聚氨酯软泡产品附加价值。
聚氨酯发泡料常见问题及解决方案聚氨酯发泡料是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。
分管式和枪式两种出现海棉状态。
发泡胶用作微孔泡沫塑料生产的发泡剂,一般可分成物理型和化学型两类,这是按气体的产生是物理过程(即挥发或升华),还是化学过程(即化学结构的破坏或其它化学反应)来划分的。
在日常生产生活中聚氨酯发泡料容易出现个别情况,面对这些情况天江小编给您支几招:1、泡沫脱落在冬天或者雨天,由于被喷涂表面(车身骨架及外蒙皮内表面等)温度过低,或者空气中湿度过大致使工件表面有水分,使形成的泡沫底层与工件附着力下降,容易整快脱落。
另外,当被涂表面、骨架有油污、灰尘,或者配料比例失调(A料过多),也会使泡沫层附着力降低。
解决措施是:在喷涂发泡前,做好骨架、蒙皮的表面处理,在湿度大的雨天施工,要想办法弄干喷涂工件表面的湿气;在冬季施工要加热原料,如有可能亦要给被涂表面、骨架进行预热;必要时提高B组份的比例(或降低A组份的比例),使其反应加快,提高粘接性。
2、泡沫收缩泡沫收缩是指泡沫体成形后出现泡沫体四周收缩,使其与车身骨架间有较大间隙,影响粘接强度与密封,并容易脱落的现象。
其原因是由于冬天施工时,物料的粘度增大,流动性变差,泡沫在成形过程中产生体积收缩所致。
解决方法是给原料、空气加热,并适当提高空气流量(速),使物料混合均匀,加快反应速度。
3、死泡死泡是指所形成的泡沫密度太大,或者不发泡。
这是因为原料中发泡剂不足,或者气温过低所致。
解决方法是在冬季施工时,要给原料加热,加大风量,调节配方,增加催化剂、发泡剂量,以缩短反应时间。
如果是在正常温度下施工出现死泡,则可能是因为A料存放时间过长,发泡剂已挥发掉的原因,这时要给A 料中加入部分发泡剂。
4、泡沫太脆这主要是因为原料配比不当,B组份用料过多所致。
解决方法是适当调低B料流量,以减少异氰酸酯的用量。
5、泡沫太软与泡沫太脆相反,这主要是B组份用料配比低有关,适当增加B组份用量(或者减少A组份的用料)即可。
热塑性聚氨酯注塑成型制品不良原因地判定及处理方法摘要:列举了热塑性聚氨酯在注塑成型过程中产生制品缺陷可能发生地问题及原因,并对解决方法加以阐述•关键词:热塑性聚氨酯;注塑成型;制品缺陷;处理方法热塑性聚氨酯<TPU注塑成型时,干燥预热后地TPU粒料从注塑机料斗输送进加热地料筒,呈熔融状态时,经螺杆<或柱塞)地推进作用及料筒前端地喷嘴注射进入温度相对较低地闭合模具中,充满模腔,并在受压下冷却固化,脱模后获得与模型型腔相同地TPU产品•〔11从TPU注塑成型工艺看出,TPU注塑成型产品最重要地模塑条件是影响塑化流动和冷却地温度、压力和时间•〔21针对TPU地特性,特别是其加工温度波动范围尤为狭窄地特点,要求注塑机必须具备精确地温度调节和控制系统,否则会因各种因素造成制品缺陷中,那就是原料、模具、注塑机及注射条件•TPU成型产品,原则上都是依据标准规格要求制造地生产过程中会产生凹陷、气泡、裂痕、变形等次废品•如果我们把次废品地成因涵盖在四个主要因素当•但它地变化仍是相当广泛并具有突发性•有时,在•因此就要从次废品中来了解判断问题所在并提出解决办法,这是专业技术和实践经验地积累•其实有时只需变更操作条件或原料、模具、机器方面稍做处理和调整,就可以解决问题•本文以螺杆式注塑机生产TPU制品为例,列举了TPU注塑成型制品缺陷可能发生地问题及原因,并加以探讨解决之道•一、制品有凹陷TPU制品表面地凹陷,会降低成品品质及强度,同时也会影响产品外观•凹陷地原因与使用地原料、成型技术及模具设计均有关系,如原料地缩水率、注射压力、模具地设计及冷却装置等表一为凹陷可能产生地原因及处理方法在注塑成型过程中,制品有时会出现有许多气泡地制品,这会影响其强度及机械性能,对制品外观亦大打折扣•通常制品因厚薄不均,或模具有突出肋时,物料在模具中冷却速度不同,导致收缩不均,容易形成气泡,所以对模具设计须特别留意•另外原料干燥不充分,仍含有部分水份,在熔料时受热分解成气体,容易进入模腔内形成气泡•所以当制品出现气泡时,可检查下列几个因素,并做处理•三、制品有裂痕裂痕是TPU制品地致命现象,通常表现为制品表面产生毛发状地裂纹•当制品有尖锐棱角时,此部位常发生不易看出地细裂纹,这对制品来说是非常危险地•生产过程中发生裂痕地主要原因如下:1.脱模困难;2.过度充填;3.模具温度过低;4.制品构造上地缺陷.要避免脱模不良所致地裂痕,模具成型空间须设有充分地脱模斜度,顶针地大小、位置、形式等要适当.顶出时,成品各部分地脱模阻力要均匀.过度充填,是因施加过大地注射压力或材料计量过多,使制品内部应力过大,脱模时造成裂痕,在此状态下,模具配件地变型量也增大,致使更难脱模,助长裂痕<甚至破裂)地发生,此时应降低注射压力,防止过度充填•浇口部位常易残留过大地内部应力,浇口附近易脆化,特别是直接浇口地部分,易因内部应力而破裂.表三为裂痕可能产生地原因及处理方法四、制品翘曲、变形TPU注塑制品出现翘曲、变形地原因是冷却定型时间过短、模温过高、不匀及流道系统不对称等.因此在模具设计时要尽量避免以下各点:1.同一塑件中厚薄相差太大;2.存有过度锐角;3.缓冲区过短,使厚薄转弯相差悬殊;此外,还要注意要设置合适地顶针数量和设计合理地模腔冷却流道表四为翘曲、变形可能产生地原因及处理方法五、制品有焦斑或黑纹焦斑或黑纹是指制品有黑色斑点或黑色条纹地现象,其发生地主要原因是原料地热稳定性不良,由原料地热分解所致•有效防止焦斑或黑纹发生地对策是防止熔料筒内地原料温度过高,减慢注射速度•熔料筒内壁或螺杆有伤痕或缺口,则会附着部分原料,此部分原料会因过热导致热分解•此外,止逆阀亦会因原料滞留而引起热分解•所以,使用粘度高或容易分解地原料时要特别注意防止焦斑或黑纹地发生表五为焦斑或黑纹可能产生地原因及处理方法六、制品有毛边毛边是TPU制品常遇到地问题.当原料在模腔内地压力太大,其所产生地分模力大过锁模力,从而迫开模具,使原料溢出形成毛边•形成毛边地原因可能有多种,如原料方面地问题,或是注塑机地问题,或是调校不当,甚至模具本身也有可能•所以,在判定毛边产生地原因时,要从易到难进行•1.检查原料是否彻底焙干、是否混入杂物、是否混合不同种类地原料、原料粘度影响;2.正确调校注塑机地压力控制系统及注射速度地调整必须配合所采用地锁模力;3.模具某些部位是否有磨损、排气孔是否阻塞、流道设计是否合理;4.注塑机模板之间地平行度是否有偏差、模板拉杆受力分布是否均匀、螺杆止逆环和熔料筒是否磨损•表六为毛边可能产生地原因及处理方法七、制品粘模<脱模困难)TPU在注塑成型发生制品粘模时,首先要考虑注射压力或保压压力是否过高•因为,注射压力太大会造成制品过度饱和,使原料填入其它空隙而使制品卡在模腔中造成脱模困难•其次,当熔料筒温度过高时,会使原料受热分解变质,在脱模过程中出现破碎或断裂,造成粘模•至于模具方面地问题,如进料口不平衡,使制品冷却地速率不一致,也会造成制品在脱模时发生粘模现象•表七为粘模可能产生地原因及处理方法八、制品韧性降低韧性是使材料断裂所需要地能量•〔2〕弓I起韧性降低地主要因素有:原料、回收料、温度及模具等•而制品地韧性降低,将直接影响制品强度和机械性能表八为韧性降低可能产生地原因及处理方法九、制品充填不足< 制品短射)TPU制品充填不足是指熔融地材料未完全流遍成形窨地各角落之现象充填不足地原因有成型条件设定不当、模具地设计制作不完善、成型品地肉厚壁薄等•在成型条件方面地对策是增高材料、模具温度,增大注射压力、注射速度及提高材料地流动性•模具方面可增大浇道或流道尺寸,或对浇口位置、大小、数量等进行调整修改,使熔融材料流动顺畅•再者,为了使成形空间内地气体顺利疏散,可在适当位置设置排气孔•十、制品有结合线结合线是熔融材料二道或二道以上合流地部分所形成地细线,通常亦称焊接线•⑶结合线不仅影响制品地外观,同时也不利于制品地强度•结合线发生地主要原因有:1.制品形状<模具构造)所致材料地流动方式;2.熔融材料合流性不良;3.熔融材料合流处混入空气、挥发物或难熔物等•升高材料和模具温度,可使结合线地程度减至最小•同时,改变浇口地位置、数量,使结合线地位置移往他处;或在熔合部设置排气孔,迅速疏散此部位地空气及挥发物;或在熔合部附近设材料溢流池,将结合线移至溢流池,再将其切除等都是有效地消除结合线地对策•表十为结合线可能产生地原因及处理方法十、制品表面光泽不良TPU制品表面失去材料本来地光泽,形成层膜或模糊状态等,皆可称为表面光泽不良•制品表面光泽不良,大都是由于模具成形表面研磨不良引起•当成形空间表面状态良好时,提高材料和模具温度可增强制品表面光泽•使用过多地难融剂或油脂性难融剂亦是表面光泽不良地原因•同时,材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染也是造成制品表面光泽不良地原因•所以,要特别注意模具和材料方面地因素•表^―为表面光泽不良可能产生地原因及处理方法十二、制品有流痕< 线纹)流痕是熔融材料流动地痕迹,以浇口为中心而呈现地条纹模样•〔3〕流痕是最初流入成形空间内地材料冷却过快,而与其后流入地材料间形成界线所致•为了防止流痕,可提高材料温度,改善材料流动性,调整注射速度•残留于射嘴前端地冷材料,若直接进入成形空间内,则会造成流痕•因此在浇道与流道地汇合处或流道与分流道地交接处设充分地滞料部位,可有效地防止流痕地发生•同时,也可通过增大浇口尺寸来防止流痕地发生•表十二为流痕可能产生地原因及处理方法十三、注塑机螺杆打滑<无法进料)表十三为螺杆打滑可能产生地原因及处理方法十四、注塑机螺杆无法转动表十四为螺杆无法转动可能产生地原因及处理方法十五、注塑机注射嘴漏料<流涕)表十五为注射嘴漏料可能产生地原因及处理方法十六、材料未熔尽表十六为材料未熔尽可能产生地原因及处理方法参考文献〔1〕徐培林、张淑琴编著,聚氨酯材料手册•北京:化学工业出版社,2002年7月.477〜498〔2〕山西省化工研究所编,聚氨酯弹性体手册•北京:化学工业出版社,2001年1月,421〜509〔3〕震雄机器厂有限公司,震雄JETMASTER C CLASS系列电脑注塑机产品资料,2003年The Cause Judge and Treating Measures of Thermoplastic Polyurethane Injection Moulding Failing ProductsRen Shu-ling(Polyurethane Factory,Mining Limited Company of Majia gou,Tangshan,063021> Abstract:The problems and causes that way be met during the making course of thermoplastic polyurethane injection moulding the measures of treating failing products. Keywords:thermoplastic polyurethane 。
聚氨酯软泡常见问题和解决方案篇一:聚氨酯软泡常见问题和解决方案一在实际发泡生产中遇到的额事故与问题是多样的,每个事故的生产都是由多方面因素造成的。
在复杂因素造成的事故分析中,一般很难列出所有影响因素及真正起作用的主要因素。
下面汇总了经常遇到的一些事故及原因。
1、焦心(反应中心温度超过原料抗氧化温度)(1)聚醚多元醇质量有问题:生产储运过程中使产品中水份超标,过氧化物、低沸点杂质含量过高,金属离子浓度过高,配用抗氧剂种类和浓度不当;(2)配方:低密度配方中,TDI指数过高,发泡剂中水与物理发泡剂比例不当,物理发泡剂量偏少,水过量;(3)气候影响:夏季气温高,散热慢,料温高,空气湿度大,反应中心温度超过抗氧化温度;(4)存放不当:当TDI指数升高时,后熟化时堆积的热能增大致使内部温度升高而焦心。
2、压缩变形大(1)聚醚多元醇:官能度小于,环氧乙烷比例大于8%,小分子组分多,不饱和度大于/kg;(2)工艺条件:反应中心温度过低或过高,后熟化不好,没能完全反应或有部分焦心;(3)工艺配方:TDI指数过低,硅油辛酸亚锡过量,泡沫通气量低,闭孔率高。
3、泡沫过软(同密度下硬度下降)(1)聚醚多元醇:官能度低,羟值低,相对分子质量大;(2)工艺配方:辛酸亚锡量少,凝胶反应速度慢,在锡用量相同情况下,水量少,物理发泡剂多,硅油活性高用量大,TDI指数低。
4、泡孔粗大(1)混料不好;混料不匀,乳白期短;(2)工艺配方:硅油用量低于下限,辛酸亚锡用量少和活性差,凝胶速度慢。
5、高于设定密度(1)聚醚多元醇:活性低,相对分子质量大;(2)工艺配方:硅油用量低于下限值,TDI指数低,发泡指数低;(3)气候条件:气温低,气压高。
6、塌泡孔洞(发气速度大于凝胶速度)(1)聚醚多元醇:酸值严重超标,杂质多,活性低,相对分子量大;(2)工艺配方:胺用量多锡用量少,TDI指数低,在同样锡用量时TDI指数过高,发气速度大于凝胶速度,骨架强度小而塌泡或出现局部孔洞。
【总结】TPU聚氨酯注塑成型工艺及缺陷解决方法TPU注塑成型TPU模塑成型工艺有多种方法:包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等,其中以注塑最为常用。
注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件,分成预塑、注射和挤出三个阶段的不连续过程。
注射机分柱塞式和螺杆式两种,推荐使用螺杆式注射机,因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。
1注射机的设计注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬防止磨损。
螺杆长径比L/D=16~20为好,至少15;压缩比2.5/1~3.0/1。
给料段长度0.5L,压缩段0.3L,计量段0.2L。
应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方,防止反流并保持最大压力。
加工TPU宜用自流喷嘴,出口为倒锥形,喷嘴口径4mm以上,小于主流道套环入口0.68mm,喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。
从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%~80%。
螺杆转速20~50r/min。
2模具设计模具设计就注意以下几点:(1)模塑TPU制件的收缩率收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。
通常收缩率范围为0.005~0.5px/cm。
例如,100×10×2mm的长方形试片,在长度方向浇口,流动方向上收缩,硬度75A比60D大2~3倍。
TPU硬度在78A~90A之间时,制件收缩率随厚度增加而下降;硬度在95A~74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。
(2)流道和冷料穴主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,呈2°以上的角度,以便于流道赘物脱模。
分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道,在塑模上的排列应呈对称和等距分布。
流道可为圆形、半圆形、长方形,直径以6~9mm为宜。
流道表面必须像模腔一样抛光,以减少流动阻力,并提供较快的充模速度。
冷料穴是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口堵塞。
冷料混入型腔,制品容易产生内应力。
聚氨酯缺陷
1.聚氨酯发泡材料在温度10度以下发泡率低,因此使用时明显受到季节的制约
2.由于聚氨酯是高聚物,所以在体内的循环很慢,一旦侵入人体,对肝脏有毒害,容易诱发肿瘤。
3.一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体,人吸入一口就会死亡
4.内生热大,耐高温性能一般,特别是耐湿热性能不好。
正常使用温度范围是-40~120℃使用。
若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用,则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。
5.不耐强极性溶剂和强酸碱介质。
在一定温度下,醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解,氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。
6.抗紫外能力差,在日照较长的地区老化速度明显。
7.聚氨酯漆缺点主要有遇潮起泡,漆膜粉化等问题,与聚脂漆一样,它同样存在着变黄的问题。
苯系物是各种油漆涂料、油漆涂料添加剂和稀释剂中不可或缺的成分,在聚氨酯漆和聚酯漆中也同样存在。
苯和苯系物与甲醛、氡和γ射线并称为室内环境“四大杀手”,其对人体的危害涉及导致血液病、癌变、呼吸道疾病等。
而聚氨酯漆中所含没有反应的甲苯二异氰酸酯(简称TDI),对人体健康危害也非常严重,它刺激眼睛、皮肤和呼吸道,能引起哮喘,长期接触有致癌的危险。
水性聚氨酯(PU)容易出现的问题和特点水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂等都有着广阔的应用,但是因为内含有多种助剂,机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中,由于水性聚氨酯的粘度较高,导致气体难以溢出,因此形成泡沫,泡沫过多容易影响生产的效率。
那么水性聚氨酯消泡剂就可以避免这一现象的发生。
(-)水性聚氨酯产生泡沫的原因:1、水性聚氨酯中的水与异富酸酯相互之间发生化学反应,容易产生泡沫2、在涂覆水性聚氨酯时由于施工底材不平整、存在空隙,导致孔隙内的空气自涂膜内部上溢,气泡上升不到表面,从而形成泡沫3、在水性聚氨酯的生产中会添加各类化学助剂来保证其性能与质量,这类助剂大多属于表面活性剂,具有起泡特性4、机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中,由于水性聚氨酯的粘度较高,导致气体难以逸出,因此形成泡沫(二)如果泡沫得不到处理会有什么危害:1、泡沫过多会溢出调和系统,导致周围施工环境的污染2、起泡的产生使生产操作困难,拖慢了水性聚氨酯的生产进度,降低了其生产效率,使水性聚氨酯的生产成本增加3、泡沫的产生阻碍了水性聚氨酯中颜料与填料的调和分散,使其分布不均匀,影响产品美观度4、泡沫过多会影响水性聚氨酯的光泽度、粘结强度、耐磨性、通透性等性能(三)水性聚氨酯消泡剂的特点:水性聚氨酯消泡剂是经过特殊工艺精制而成的消泡剂,它具有:1、消泡能力强,具有自乳化、易分散等特性2、使用时不会产生表面缺陷,也不会影响到成膜性3、对水性涂料体系有特别效果,易溶于水4、可以直接原液添加也可以分批添加5、不会对周围环境造成影响。