聚氨酯硬泡配方设计
- 格式:docx
- 大小:26.02 KB
- 文档页数:13
聚氨酯硬泡生产工艺
一、原料准备
二、原料混合
将聚醚多元醇、异氰酸酯、水和辅助剂等原料按照一定的配比加入混
合桶中,使用搅拌器将原料充分混合,确保原料均匀分布,避免出现团聚
或分层现象。
三、发泡
将混合好的原料放入发泡器中,通过氮气的压力将原料喷射到模具中,使其在模具内部充分膨胀发泡。
发泡过程中需要控制发泡时间和发泡量,
以确保产品的质量和性能。
四、成型
在发泡后,聚氨酯硬泡需要进行成型。
成型过程中可以采用压力成型
或真空吸塑成型等方法,将发泡体与所需形状的模具相贴合,并施加一定
的压力或真空,使其形成所需的产品形状。
五、固化
成型后的聚氨酯硬泡需要经过一定时间的固化才能获得最终的硬度和
强度。
固化过程中可以采用自然固化或加热固化等方法,根据产品要求进
行选择。
六、后处理
固化后的聚氨酯硬泡需要进行一些后处理工序,如修整、打磨、清洁等,以提高产品的表面质量和光洁度。
七、质检
最后,需要对生产出的聚氨酯硬泡进行质量检验。
包括外观检查、尺寸检测、硬度测试、密度测量等,以确保产品符合规定的标准和要求。
综上所述,聚氨酯硬泡的生产工艺包括原料准备、原料混合、发泡、成型、固化、后处理和质检等步骤。
通过合理控制每个步骤的工艺参数,可以获得质量稳定、性能优良的聚氨酯硬泡制品。
第五章聚氨酯硬泡生产工艺5。
1 硬泡成型工艺5。
1。
1 聚氨酯硬泡的基本生产方法聚氨酯硬泡一般为室温发泡,成型工艺比较简单。
按施工机械化程度可分为手工发泡和机械发泡。
根据发泡时的压力,可分为高压发泡和低压发泡.按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡.浇注发泡按具体应用领域,制品形状又可分为块状发泡,模塑发泡,保温壳体浇注等.根据发泡体系可发为HCFC发泡体系,戊烷发泡体系和水发泡体系等,不同的发泡体系对设备的要求不一样。
按是否连续化生产可分为间歇法和连续法.间歇法适合于小批量生产.连续法适合于大规模生产,采用流水线生产方法,效率高。
按操作步骤中是否需预聚可分为一步法和预聚法(或半预聚法).1.手工发泡及机械发泡在不具备发泡机,模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型.手工发泡劳动生产率低,原料利用率低,有不少原料粘附在容器壁上。
成品率也较低. 开发新配方,以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试,一般需先在实验室进行小试,即进行手工发泡试验.在生产中,这种方法只适用于小规模现场临时施工,生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品。
手工发泡大致分几步:(1)确定配方,计算制品的体积,根据密度计算用料量,根据制品总用料量一般要求过量5%~15%。
(2) 清理模具,涂脱模剂,模具预热.(3)称料,搅拌混合,浇注,熟化,脱模.手工浇注的混合步骤为:将各种原料精确称量后,将多元醇及助剂预混合,多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中,然后将这些原料混合均匀,立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去,经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料。
在我国,一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位.手工浇注也是机械浇注的基础。
但在批量大,模具多的情况下手工浇注是不合适的。
批量生产,规模化施工,一般采用发泡机机械化操作,效率高。
2。
一步法及预聚法目前,硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的,也就是各种原料进行混合后发泡成型.为了生产的方便,目前不少厂家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇,催化剂,泡沫稳定剂,发泡剂等原料预混在一起,称之为”白料”,使用时与粗MDI(俗称”黑料”)以双组分形式混合发泡,仍属于”一步法",因为在混合发泡之前没有发生化学反应。
聚氨酯硬泡配方设计组合料配比之设计、计算、试验、试料1 关于计算硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例(重量比)是不是合理,另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”合理,翻译成土话就是:“按比例混合的白料和黑料要完全反应完”。
因此,白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。
理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下1.1 主料聚醚、聚酯、硅油(普通硬泡硅油都有羟值,据说是因为加了二甘醇之类的)配方数乘以各自的羟值,然后相加得数QS1 = Q÷561001.2 水水的配方量wS2 = W÷91.3与消耗-NCO的小分子物:配方量为K,其分子量为M,官能度为NK × NS3 = ————————(用了两种以上小分子的需要各自计算再相加)MS = S1+S2+S3基础配方所需粗MDI份量[(S×42)÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.0)其实以上计算只是一个最基本的消耗量,由于黑白料反应过程复杂,实际-NCO消耗量肯定不止这个数,比如有三聚催化剂的情况下到底额外消耗了间交联点分布均匀(直观解释是:主聚醚反应活性尽量相差不大,连续的近似的空间结构要稳定得多。
)2.1.4 粘结性好所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合,其实是指泡体柔韧性,以及抗收缩性,(水份用量、降低总体羟值,添加柔性结构成分,如210、330N之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性)。
2.1.5 成本较低目前冰箱、冷柜行业竞争白热化,性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起,所以我们必须为成本考虑(比如芳香聚酯价位要比聚醚的低,可以加一些)。
2.1.6 安全性这是对环戊烷体系的特别要求(至少环戊烷不象F那样想加多少就加多少,不难理解加多环戊烷的更具有安全隐患)。
2.1.7 保证发泡生产工艺的连续稳定性冰箱、冷柜连续生产线一般控制很稳定,但不排除偶尔的工艺参数波动,比如料温、环境温度高个一两度,黑白料比例在小范围内波动等等,所以要求组合料有一定的“宽容性” 。
硬质聚氨酯泡沫的制备
硬质聚氨酯泡沫是一种具有优异绝缘、耐火、耐腐蚀等性能的高性能材料,广泛应用于建筑、交通、电子、航空航天等领域。
其制备方法一般包括原料配制、发泡反应、固化等步骤。
其中,原料配制是关键步骤,需要选用合适的异氰酸酯、多元醇和催化剂,并进行适当的加热和搅拌,以获得合适的发泡性能和物理力学性能。
发泡反应需要在一定的温度和湿度条件下进行,以获得均匀的泡沫结构和稳定的性能。
在固化过程中,需要进行适当的升温和压力处理,以达到所需的密度和力学性能。
此外,还可以通过控制发泡剂和加入填料的种类和量,改变泡沫的密度、导热系数、力学性能等特性,以满足不同的应用要求。
- 1 -。
聚氨酯泡沫塑料的配方设计1,建筑用PU夹芯发泡板材配方组成(质量分)聚醚9506 30 AC 发泡剂0.5聚酯P3152 60 添加型/ 反应型复合17泡沫稳定剂 2.5 HCFC-141b 25-27复配催化剂 3.2 PAPI(44V20) 230加工条件:1, 环境温度:24- 25'C2, 搅拌速度:2900r/min3, 搅拌时间:9-10s4, 模具温度:40- 45C5, 熟化温度:90- 100C相关性能:泡沫密度0.038g/cm3 ;压缩强度235MPq拉伸强度255MPq热导率0.019W/M .K; 粘接强度312MPa。
2, 冰箱用聚氨酯硬质泡沫塑料配方组成(质量份)聚醚HBL-06 90-96 聚酯HBL-16 4-10 二甲基环己胺2-4 六氢化三奈1-2 相关性能:泡沫密度3, 开孔型微孔泡沫芯材配方配方组成(质量份)聚醚多元醇100 泡沫稳定剂0.5-1.0开孔机0.5-1.04, 环戊烷发泡的组合聚醚配方组成(质量份)聚醚多元醇100 匀泡剂 2催化剂 1.2-2.0 PAPI5, 组合聚醚WF101配方配方组成(质量份)硬泡聚醚NH-4201 100泡沫稳定剂1.5-3 乳化剂1-2 催化剂1-2 泡沫稳定剂1.5-2.5 水 1.5-2.5HFC-245fa 30-40PAPI 1500.0346g/cm3 ,热导率20.2mW/m.K复合催化剂3-6发泡剂7-10水1.8-2.4 环戊烷12-14 1.05-1.10交联剂2-4 水1-3异戊烷6-166,复合面料泡沫垫 配方组成(质量份)聚醚三元醇( MN=6000) 100山梨醇聚醚多元醇 胺催化剂 NIAX-1 胺催化剂 NIAX-4 7,软质 PU 泡沫塑料配方组成(质量份) 1# 2# 3# 4# 5# 6#聚醚多元醇 100 100 100 100 100 100 异氰酸酯 37.5 51.1 51.1 53.5 51.1 64.6水2.7 4.04.04.24.05.0F11硅油表面活性剂 0.8 0.90.9 1.11.1 1.3胺催化剂 0.1 0.12 0.1 0.12 0.15 0.15 锡催化剂0.20.240.24 0.210.25 0.25相对密度 0.034 0.028 0.026 0.024 0.020 0.020 拉伸强度 0.11 0.100.10 0.09 0.08 0.05伸长率 130 120 140 145 16075 压缩变形3.5 5.05.54.86.95.8 8,聚醚型块状PU 软质泡沫塑料配方组成(质量份) 聚醚三元醇100泡沫稳定剂0.1TDI80/2045-47水 3-4有机锡 0.3-0.5F-110-15叔胺0.2-0.3相关性能: 相对密度 0.02-0.025 ;拉伸强度 0.09-0.1MPa ;撕裂强度 0.3-0.4KN/m ;伸长率 200%-500%;50$%压缩强度 0.006MPa ;落球回弹率 35-40%9, PU 硬质泡沫塑料(配方组成)质量份浇注配方 喷涂配方 浇注配方喷涂配方2 型阻燃醚 100 100 F11 80 -403聚醚70 18TCEP(发泡剂 ) 806泡沫稳剂 5 5水 - 6有机锡0.80.1 PAPI 290197三乙烯二胺 / 乙二醇 8--10,聚氨酯泡沫塑料配方组成(质量份)聚醚 100 ; 硅油 1-4 ; PAPI 140-180 ; 三乙醇胺 0.7-1.5 ;蒸馏水 0.4-1.5 。
聚氨酯硬泡配方计算方法(实用)一:硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例(重量比)是不是合理,另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理,翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”。
因此,白料里所有参和跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。
理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下㈠主料:聚醚、聚酯、硅油(普通硬泡硅油都有羟值,因为加了二甘醇之类的稀释,部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基)配方数乘以各自的羟值,然后相加得数Q,S1 = Q÷56100㈡水:水的配方量W S2 = W÷9㈢参和消耗-NCO的小分子物:配方量为K,其分子量为M,官能度为N S3 =K× N/M(用了两种以上小分子的需要各自计算再相加) S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[(S×42)÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.05)其实以上计算只是一个最基本的消耗量,由于黑白料反应过程复杂,实际-NCO消耗量肯定不止这个数,比如有三聚催化剂的情况,到底额外消耗了多少-NCO,这个没人说得清楚。
另外,聚醚里有水分,偏高0.1%就很严重;聚醚羟值也是看人家宣传单的,我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g,那个计算数出来后只能参考,不能认真![试验设计]之“冰箱、冷柜”类本组合料体系重要要求及说明1、流动性要好,密度分布“尽量”均匀。
首先要考虑粘度,只有体系粘度小了,初期流动性才会好(主份平均粘度6000mPa.S以下,组合料350mPa.S以下),其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限(20ppm以内),从而可控制避免三聚反应提前,即:体系粘度过早变大。
如果流动性欠佳,发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化,这个位置一定抗不住低温收缩。
2、泡孔细密,导热系数要低。
不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提,此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系(它们所起的作用是首先和-NCO反应,其生成物和其它组份互溶、乳化稳定性提升,并保证发泡体系初期成核稳定,也就是避免迸泡,从而使泡孔细密)其次聚醚本身单独发泡其泡孔结构要好(例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔要细密均匀得多,还有含有甘油为起始剂的835比1050细密,即便是所谓的4110牌号的聚醚,含丙二醇起始的比二甘醇的好。
组合料配比之设计、计算、试验、试料1 关于计算硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例(重量比)是不是合理,另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”合理,翻译成土话就是:“按比例混合的白料和黑料要完全反应完”。
因此,白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。
理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下1.1 主料聚醚、聚酯、硅油(普通硬泡硅油都有羟值,据说是因为加了二甘醇之类的)配方数乘以各自的羟值,然后相加得数QS1 = Q÷561001.2 水水的配方量wS2 = W÷91.3与消耗-NCO的小分子物:配方量为K,其分子量为M,官能度为NK × NS3 = ————————(用了两种以上小分子的需要各自计算再相加)MS = S1+S2+S3基础配方所需粗MDI份量[(S×42)÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.0)其实以上计算只是一个最基本的消耗量,由于黑白料反应过程复杂,实际-NCO消耗量肯定不止这个数,比如有三聚催化剂的情况下到底额外消耗了多少-NCO,这个没人说得清楚。
另外,聚醚里有水分,偏高0.1%就好严重的;聚醚羟值也是看人家宣传单的,我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g,那个计算数出来后只能参考,不能认真!2 试验设计之“冰箱、冷柜”类2.1 本组合料体系重要要求及说明2.1.1 流动性要好,密度分布“尽量”均匀首先要考虑粘度,只有体系粘度小了,初期流动性才会好(主份平均粘度6000mPa.S以下,组合料350mPa.S以下),其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限(20ppm以内),从而可控制避免三聚反应提前,即:体系粘度过早变大。
如果流动性欠佳,发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化,这个位置一定抗不住低温收缩。
2.1.2 泡孔细密,导热系数要低不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提,此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系(它们所起的作用是首先与-NCO反应,其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升,并保证发泡体系初期成核稳定,也就是避免迸泡,从而使泡孔细密)。
1.低密度高硬度PU泡沫塑料2.软质整皮PU泡沫塑料3.建筑用PU夹芯发泡板材4.冰箱用聚氨酯硬质泡沫塑料5. 开孔型微孔泡沫芯材配方6. 环戊烷发泡的组合聚醚7. 组合聚醚WF101配方8. 复合面料泡沫垫9. 软质PU泡沫塑料10. 聚醚型块状PU软质泡沫塑料11. PU硬质泡沫塑料12. 聚氨酯泡沫塑料13. 低密度开孔PU泡沫14. 高回弹性软质PU泡沫塑料15. 高回弹PU座垫泡沫塑料16. 高回弹块状PU泡沫塑料17. 中硬度高回弹PU泡沫塑料18. 低密度低硬度高回弹PU泡沫塑料绝密资料---PU 制造技术以下内容会员跟帖回复才能看到==============================PU生产基本常识一. 何谓PU发泡体所谓PU发泡体就是poly-isocyanate与poly-ol(多元醇)再加上适当的发泡剂之后,发泡反应而成的发泡状物体.~~NCO + ~~OH ~~N~ ~C~~O~~H OPolyisocyanate Polyol Urethane多异氰酸盐多元醇氨基酯如上之反应式,polyisocyanate和poly-ol反应就形成urethane结构,而许多的urethane结合就形成了polymer(聚合物)之polyurethane,这个物体就叫做PU.发泡剂一般使用水或低沸点之液体,urethane反应所散发出来的热会使低沸点之液体产生气化,如果用水和poly-isocyanate一起反应,会产生CO2气体,利用CO2气体使具达到发泡的效果.其反应式如下:2 ~~NCO + H2O ~~NHCONH~~ + CO2二. 原料基本配方及作用1. Poly-isocyanate (A)组份多异氰酸盐结构,基本有机成份是: MDI或 TDI.其结构是:MDI: OCN CH2 NCO 常温下是固体TDI:CH3 NCO 及 OCNNCO CH3 NCO2、4 TDI 2、6 TDICOIM料A成份是MDI在催化剂存在下部分缩聚即可得碳化二亚胺化二异氰酸酯.此为液体MDI(混合物).其结构为:OCN CH2 NCN CH2 n NCO2. Poly-ol多元醇(B)组份B组份内含多元醇、硬化剂、催化剂、发泡剂、色膏、UV吸收剂及其他助剂(如抗氧化剂、水解稳定剂、热稳定剂.)(1) 多元醇:主要的B成分,含 OH结构,形成PU的结构.(2) 硬化剂:低分子量的二元醇、三元醇、二元胺等.如乙二醇,起架桥和增链作用.(3) 催化剂(触媒):促使PU之架桥速度(反应速度),并有影响自由发泡密度.如三乙基二胺.N N(4) 发泡剂:低沸点溶液(有机物),决定着成品密度高低之一,属物理发泡剂.如Freon-113、11等.水:其作用同发泡剂,但效果为F-113的10倍,且有增链的功用及架桥作用.属化学发泡剂.(5) 色膏: (a)颜色外观.有黑色膏和白色膏. (b)遮蔽效果,耐抗黄变,如: P152(花王), P505、PW09(COIM).(6) UV吸收剂:吸收紫外线,使PU更耐黄变.白PU才加入使用.典型配方:8202: A组分: 66.1KGB组分: 60.0KG白色膏PW-09 2.7KG架桥剂: 6.3KGUV-73P吸收剂 1.326KG三. PU生产操作条件1. 流程之概略:A料盖模开模烘料灌注机注入脱模B料喷模内漆取成品装空气袋模具清洁擦离型剂(吹气)喷离型剂2. 成型之基础知识:PU发泡成型技术很多,至少须铭记以下几点:(1) 混合比:A/B比是必须定量混合均匀才能得到性能良好之PU.使 NCO与 OH定量化.因此维持A/B混合比是很重要的一点.混合比如果有差错,PU会烂料或偏软.混合比混乱的危险性很大.出现异常要找原因,为了获得正确的A/B比,必须:(a) 吐出量之计算:原料温度一定(40°C)影响粘度.TANK背压一定(0.2Kg/cm2~ 0.5Kg/cm2).循环压力与吐出压力一致(3~5Kg/cm2范围内),循环压>吐出压,压差<0.5 Kg/cm2.设定上述条件之后吐出数回,分别计量A、B吐出量,使A/B比达到规定之比例.(b).制作自由发泡体自由发泡体,5分钟内切开来,检查内部之细胞状态,正确的应是细胞组织细而且均一.自由发泡密度正常(COIM料,0.15~0.17)成型物状态结实例: 规定比(混合比)A/B=100/100项目 A/B 100/90 100/95 100/100 100/105 100/110反应性乳化时间上升时间指触时间变化不大变慢变慢(同左)(同左)(同左) 10~1156~6060~70 变化不大变快变快 (同左)(同左)(同左)自由发泡5分钟后.切开时内部发泡状态 *不能形成细胞组织.*发泡有空洞.*热的时候是软的.冷的时候变硬. *不能形成细胞组织.*有粗糙感而且脆.*有空洞. *细胞组织细而且均一. *剖面如绢丝般发亮.*细胞组织呈现细网状.*软. (同左)(同左)*粘糊状.自由发泡密度低低正常高高成型物状态 *脆化*易裂*烂 *脆化*热的时候是软的.冷的时候变硬. *结实 *软*收缩厉害. *脆化*易裂*烂(2) 温度条件:(a).原液温度液温粘度循环压 A/B比一定脱模时间液温反应速度内部泡径硬度一定成型物状态因此,补加原料时一定要给一定温度之原料,必须充分应用备用料桶.(b).模具温度(45°C~55°C)反则,PU表面模具温度反应速度脱模时间有气泡, 部分流动性粗糙起毛.硬度一定成型物表面厚 PACK一定(3) 注入量和计时器设定(略)(4) 其它:(a).离型剂离型剂要使用离型剂效果好的材料,以量低之需要量涂布,从成分上有Silicon类Wax类或其混合物,目前有油性和水性之分,离型剂的种类影响成型物表面状态,过多麻面,过少粘模.所以要求:*依照规定,充分稀释.*不可大量喷洒,但要求均匀.*喷洒以后必须用布擦拭,使其均一,或水性离型剂用气枪吹均匀,使水分挥发干净.(b).压缩空气由于原料怕水,所以PU系统内使用的压缩气必须经干燥处理,否则影响品质.(c).模具之洗净c-1.在模具表面有树脂残留时,离型剂失效造成脱模困难,而且影响温度的传导,必须保持模具清洁.c-2.清洗方法: 用DMF溶胀PU残留后用刷子刷,再用M.C冲洗2、3次后才可使用,决不能残留DMF,造成再次粘模.(e).其它-----水对PU的影响水对PU制造过程影响非常大,可以看出,水可以作为发泡剂,但太多的水分会使PU发泡体产生异常.据计算:NCO含量为21%计,1g的水要消耗掉A料22.2g,其反应式如上述,所以生产过程中要尽量避免水,水有可能的来源有:*压缩空气,务必冷却干燥.*操作员工的手汗接触空气袋,所以要求员工戴手套,装空气袋.*配料时,A、B料吸收水气:配好料,及时到入料桶内.*原料贮存过程中吸收水气:色膏加盖.*水性离型剂之水气未能充分挥发,所以要求操作确实.*空气中温度影响.对于一双待出口的鞋子来说,出货前的检验是必要的,那么哪些方面是应该要注意的呢?根据我的经验总结,应该要注意这些地方:(1)外观性要件----A、配双包括有色差、毛长毛短、单脚、鞋头大小、后跟高低等;B、清洁度包括有银笔线、胶水污染、车油、锈迹、灰尘、线头、成品变色、褪色等;C、歪斜包括鞋面各个配件(鞋头、后包、鞋舌、装饰物、合缝等)以及猛鞋歪斜和上底、贴中底等的歪斜;(2)功能性要件----A、穿不下包括纸版的错误以及楦头可能用错和随意代码等;B、胶水粘力不够达不到客户要求的最低标准或用手轻易就能拉掉;C、内里、港宝是否邹折可能会引起刮脚等;(3)包装方面-----其实包装是最最重要的,试想一下:如果包装资料特别是外箱包装资料出了问题,客户连货物都收不到,你就不要再做梦--他能给你钱了?!所以这个要重点注意。
组合料配比之设计、计算、试验、试料1 关于计算硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例(重量比)是不是合理,另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”合理,翻译成土话就是:“按比例混合的白料和黑料要完全反应完”。
因此,白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。
理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下1.1 主料聚醚、聚酯、硅油(普通硬泡硅油都有羟值,据说是因为加了二甘醇之类的)配方数乘以各自的羟值,然后相加得数QS1 = Q÷561001.2 水水的配方量wS2 = W÷91.3与消耗-NCO的小分子物:配方量为K,其分子量为M,官能度为NK × NS3 = ————————(用了两种以上小分子的需要各自计算再相加)MS = S1+S2+S3基础配方所需粗MDI份量[(S×42)÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.0)其实以上计算只是一个最基本的消耗量,由于黑白料反应过程复杂,实际-NCO消耗量肯定不止这个数,比如有三聚催化剂的情况下到底额外消耗了多少-NCO,这个没人说得清楚。
另外,聚醚里有水分,偏高0.1%就好严重的;聚醚羟值也是看人家宣传单的,我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g,那个计算数出来后只能参考,不能认真!2 试验设计之“冰箱、冷柜”类2.1 本组合料体系重要要求及说明2.1.1 流动性要好,密度分布“尽量”均匀首先要考虑粘度,只有体系粘度小了,初期流动性才会好(主份平均粘度6000mPa.S以下,组合料350mPa.S以下),其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限(20ppm以内),从而可控制避免三聚反应提前,即:体系粘度过早变大。
如果流动性欠佳,发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化,这个位置一定抗不住低温收缩。
2.1.2 泡孔细密,导热系数要低不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提,此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系(它们所起的作用是首先与-NCO反应,其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升,并保证发泡体系初期成核稳定,也就是避免迸泡,从而使泡孔细密)。
其次聚醚本身单独发泡其泡孔结构要好(例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔要细密均匀得多,还有含有甘油为起始剂的835比1050细密,即便是所谓的4110牌号的聚醚,含丙二醇起始的比二甘醇的好。
聚醚生产的聚合催化剂不同,所生产出的聚醚性状也有差异:氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄。
另外:聚醚生产时的工艺控制-----温控、拉真空、PO--也就是环氧丙烷流量控制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接影响聚醚发泡的泡孔结构。
第三,可以考虑加入一些可以改善泡孔细密度的聚酯成份。
第四,适当加入低粘度物调整总体粘度(如210聚醚)。
2.1.3 耐低温抗收缩性要好这个无须赘言。
一是官能度,总体平均要4以上。
其次是发泡体成型后空间交联点分布均匀(直观解释是:主聚醚反应活性尽量相差不大,连续的近似的空间结构要稳定得多。
)2.1.4 粘结性好所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合,其实是指泡体柔韧性,以及抗收缩性,(水份用量、降低总体羟值,添加柔性结构成分,如210、330N之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性)。
2.1.5 成本较低目前冰箱、冷柜行业竞争白热化,性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起,所以我们必须为成本考虑(比如芳香聚酯价位要比聚醚的低,可以加一些)。
2.1.6 安全性这是对环戊烷体系的特别要求(至少环戊烷不象F那样想加多少就加多少,不难理解加多环戊烷的更具有安全隐患)。
2.1.7 保证发泡生产工艺的连续稳定性冰箱、冷柜连续生产线一般控制很稳定,但不排除偶尔的工艺参数波动,比如料温、环境温度高个一两度,黑白料比例在小范围内波动等等,所以要求组合料有一定的“宽容性” 。
2.1.8 黑料配伍各款黑料自身性状、活性不同,那么,白料体系调整一下有时就显得异常必要。
(配合5005的没事,绝不代表与44v20可以任意切换)。
2.2 主聚醚聚酯的选取方向2.2.1 相溶性指“聚醚、聚酯/硅油/水/催化剂/物理发泡剂”所组成的体系要互溶性好,均相稳定——至少存放一段时间不能分层。
2.2.2 官能度构成及骨架类型原则上说官能度越高,所发泡体的物理性能数值(尺寸稳定、抗压强度等)就越“理想”,但往往官能度高的聚醚粘度偏大(多挂PO也能降低粘度,价格又下不来),所以,平均一下,4个官能度马马虎虎可以对付了;另外,如果聚醚体系中有芳香结构(苯环)引入,无疑也会提升泡体的物理性能。
2.2.3 反应活性含有伯羟基结构的聚醚(和诸如三乙醇胺之类的小分子交联剂)活性高,却多多少少会影响发泡反应的中后期流动性。
所以,其加入量一定要控制在某环围内。
2.2.4 羟值搭配根据水用量、黑白料比例预设,可以大体反算出主份平均羟值范围,一般为380-410mgKOH/g2.2.5 经济性不仅是指聚醚、聚酯采购价格低,还应综合其他方面考虑黑白料比例,毕竟现在黑料价格高些。
2.2.6 市售采购之方便性好不容易调整出一个配方,结果原料市面上只是你有用别人不会问津,除非财大气粗每月用量惊人,否则配料供货能不能保障就只得看“交情”浅薄。
2.3 匀泡剂(硅油)的选择2.3.1 与组合料其它成份的配伍性这个不难理解,否则,生产硅油的厂家就不会编出那么多型号了------什么F11型、141B型、环戊烷型、全水型、聚酯型、蔗糖聚醚型等等。
硅油型号选配得当,可以明显控制导热系数低限化。
2.3.2 与黑料的配伍性、乳化能力这个关注的人不多,其实多数情况下“泡孔不好”就是硅油对“黑白料整个体系的乳化能力不够”所致。
2.3.3 流动性能使发泡体系泡孔细密的硅油可以明显提升发泡流动性,同时另外一个佐证是:发泡速度略有加快。
2.3.4 稳定性及用量有些硅油遇见水、碱性催化剂、含氯发泡剂或含氯阻燃剂时会逐渐变质;有些则必须加大用量(用量2.5%以上)才会显示它是硅油。
2.3.5 价位能用22元/kg搞定的就不必去用进口的45元/kg,要知道每吨组合料中硅油14kg那差价就是过200元了。
2.4 水份额的确定2.4.1 粘结性水用量多,泡体表面偏脆,与壳面的粘结性就差,一般冰箱、冷柜料水用量1.7-2.3%(专指141B体系和环戊烷体系)2.4.2 物理发泡剂体系的选取现在到处喊着环保,141B早就说要限量使用了,可市面下居然还有F11型(或勾兑型F11)组合料交易。
水用量只好随行论价:F11型的——0.6/1.6,141B型的——1.7/2.2, 环戊烷型的——2.0/2.42.4.3、经济性.水确实很便宜的,不过它用多了,黑料量就得加上去,于是还是不合算的机会大(自然,是使用组合料的客户买单)。
2.5催化体系确定2.5.1 前期要求以前很多朋友认为乳白起发慢一些,等料子稀哩哗啦地流到各自“岗位”底下后再直发起来。
其实不然,其一:液态料子极易从箱体缝隙中漏出去造成污物粘模;其二:影响泡孔细密度和整体结构,从而拔高泡体导热系数;其三:起发速度加快反而会加快发泡料行进速度。
一般说来,出枪乳白时间6-8秒最好。
2.5.2 中期流动在发泡定型期间,中期流动时间段(拉丝减去乳白时间)越长越好,可以保证泡体填充箱体各个角落,又不至于泡孔变形严重。
最理想的状态是拉丝开始前3-5秒钟,泡料已经充填到位,最远端排气孔有明显逸料出现。
2.5.3 后期固化这个要求不必太严,反正连续生产中模具不是冰冷的,如果生产线有保温炕道,不怕到期收不了庄稼。
2.5.4 建议搭配Am-1 + 环己胺。
2.6 工艺确认1、发泡体系确定:141B的还是环戊烷的。
水量/物理发泡剂量的范围预定2、首先闹清楚目标生产线的工艺细节:发泡机类型、灌注流量、灌注前的温控数值、炕道保温温控值及保温时间、箱体灌注口在哪及发泡料流经路线行程、灌注后合模封洞操作过程。
3、目前(工作)环境温度、湿度变化情况。
4、向现场作业员、质检员求询目前现行工艺、原料有什么缺陷和请他们提出什么其他具体要求。
2.7 具体试验2.7.1 相溶性①100ml小烧杯加一短玻璃棒,归零,依次倒入主聚醚(聚酯)搅匀看是否透明。
②加入硅油、催化剂、水,搅匀,看是否透明。
③加入物理发泡剂搅匀看是否透明(注意搅拌后挥发的物理发泡剂要补回)。
④预配的组合料样品要存放至少3天透明不分层才好。
⑤组合料样分别放在35、15℃下贮存24h 看是否透明⑥有条件时,需要测设计中的组合料粘度(25℃及正常生产状态下的温度)看是不是粘度随温度变化有大幅度的波动。
2.7.2 抗收缩自由发泡样1h 后切成规则方形体,量取定边尺寸后放在-20℃冰柜中24hr 看尺寸变化情况,2%以内的线性收缩可以接受。
2.7.3 自由发泡按设计的黑白料比例、温控执行自由发泡,关注料速、芯密度和拉丝痕迹。
2.7.4 流动性自由泡密度、速度确定后,一定要进行流动性试验。
简易方法是:定量发泡料(一般为200g)搅匀后立即在发泡杯口套上稍大一点的长筒塑料袋,拉直垂直向上任由泡料向上生长直至定型(要两个人操作)。
杯口至顶高度L与料重G的比值将作为一个重要参数来评估组合料的流动性,L/G越大,流动性越好,此后还要分段测取芯密度作为辅助参考(自低向高密度差不能太大,否则流动性也不能视作良好,特别是最高点那一段)。
其实,如果试验做多了,在正常自由泡发泡时,可以看杯中残留泡的形状来大致判断流动性的优劣:泡提出杯后越象蘑菇越好,越象直棍则越差。
2.7.5 工艺条件宽容性①执行预设温控+3、-3℃的发泡,看是否还保持良好的流动性及泡孔结构(“快料”与“慢料”的泡孔不能落差太大)②进行白料恒定量,黑料量+10%、-10%的自由发泡试验,常温下30min时泡体没有明显收缩的就算过得去。
2.8 试产之“冰箱、冷柜”类这个简单了,整桶料子上机试产,按预定(或现实执行)的工艺条件生产,成品装机打冷,看箱体收缩情况和保温情况。
一般程序:试产箱中成品泡体要取样测试导热系数等综合数据。
现场需要微调的一般是:泡料温控、黑白料比例、添加催化剂、熟化温度调整。
3 仿木产品之组合料/工艺控制3.1 白料体系要求及制品要求3.1.1 白料粘度涉及到出枪后的初始流动性(机发泡型)、搅拌混合效果(包括手工发泡型)以及出枪流量大小和黑白料比例,原则上不应高于2000mPa.S(25℃,以下同),高密度的(自由泡密度130kg/m3以上者)例外。
3.1.2 相容性除非现配现用或是白料整桶上机边搅边打,白料应该均相透明不分层(如果选用浊点较低的硅油白料低温状态下也可能不透明,但不可以分层),手工料更是如此。