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PU发泡工艺引见

发布时间:2019-08-17 文章来源:本站原创

  PU发泡工艺引见_能源/化工_工程科技_专业材料。1 课程方针 ? 引见聚氨酯发泡工艺根本道理 ? 发泡设备、模具的根本学问 ? 工业出产平安防备 2 课 程 目次 ? ? ? ? ? ? ? ? 聚氨酯的成长史 聚氨酯的分类 原料的引见

  1 课程方针 ? 引见聚氨酯发泡工艺根本道理 ? 发泡设备、模具的根本学问 ? 工业出产平安防备 2 课 程 目次 ? ? ? ? ? ? ? ? 聚氨酯的成长史 聚氨酯的分类 原料的引见 聚氨酯的发泡道理 影响发泡的要素 配方制做根基要素 脱模剂道理及选择 发泡设备简单引见 ? ? ? ? ? ? ? ? 发泡模具简单引见 出产工艺流程解析 常见问题分化 工业出产平安防备 聚氨酯成长趋向 学问要点回首 持续改良(发泡工艺) 经验分享 3 聚氨酯定义 ? 从链上含有--NHCO-- 基团聚合物通称为聚 氨酯甲酸酯简称为聚氨酯。 ? 简称PU。 4 聚氨酯分类 ? 按照原料分歧和配方的变化,分为软质、 半硬质和硬质泡沫。 软质:座椅,头枕,海绵… 半硬质:扶手,标的目的盘; 硬质:标的目的盘芯、冷库保温防水。 ? 按照多元醇品种分类,分为聚酯型、聚醚 型;我们次要是利用聚醚型。 ? 按照ISO分歧分类:TDI、TM、MT、 MDI。 5 聚氨酯分类 按照发泡方式分类,能够分为块泡,模塑和 喷涂聚氨酯泡沫: 别离使用: ? 块泡:复合泡沫、海绵。 ? 模塑:座椅,扶手,头枕。 ? 喷涂:冷库防水保温。 6 聚氨酯泡沫构成 ? 反映方程式 7 聚氨酯泡沫构成 夹杂: ISO取 POL夹杂,此过程正在夹杂头上完成。 乳白: ? 夹杂后泡沫并不是顿时起发,而是颠末必然时间的流动后, 泡沫才起头变白并起头敏捷起发。 ? 夹杂竣事到起发(泡沫上升)之间的时间就是乳白时间。 ? 乳白时间越长则泡沫的流动性越好。 ? 乳白时间长有益于原料正在模具平分布。 8 聚氨酯泡沫构成 上升: 涉及到泡沫填充能力和熟化速度。 拉丝: 涉及泡沫的凝胶程度。 收缩: 考量开孔和不变性的主要目标。 9 聚氨酯原材料 ? 聚氨酯原材料次要有ISO部门(又称黑料或 B料)和聚醚组合料部门(又称白料或A料) 构成。 ISO部门: TDI、TDI&MDI、 MDI。 聚醚组合料部门: 聚醚:聚醚多元醇和聚酯多元醇。 10 聚氨酯原材料 ?帮剂: ? 催化剂:发泡胺催化剂和凝胶胺催化剂 ? 泡沫不变剂:无机硅油 ? 发泡剂:H2O、F-11、F-12、二氯甲烷 ? 阻燃剂:磷酸铵、氧化锑、含卤(烃、醇、酯、醚)、 氢氧化铝 ? 防老剂 ? 链增加剂:三乙醇胺(我们利用的) ? 颜料 ? 脱模剂 11 聚氨酯原材料-ISO部门 ? TDI:甲苯二异腈酸酯 ? MDI:多亚甲基多苯基多异腈酸酯 12 聚氨酯原材料-ISO部门 TDI(甲苯二异氰酸酯):次要有2,4-和2, 6-异构体。工业前次要有三种产物, T100,T80/20,T65/35 次要特点: ? 制做的产物密度较低 ? 产物拉伸、回弹较好 ? 耐老化机能较差 ? 风险性较大 13 聚氨酯原材料-ISO部门 MDI(二苯甲烷二异氰酸酯):指的是改性的MDI或称MMDI, 次要成分:MDI+(4、4MDI,2、4 MDI)。 系统次要特点是: ? 活性比力高,反映速度快; ? 对模具温度的依赖程度低,能够低模温出产; ? 后熟化快; ? 耐老化机能很是优秀; ? 扯破强度较差; ? 价钱低; ? 适合做高硬度、高密度产物; 14 聚氨酯原材料-ISO部门 ? TDI&MDI: ? 为了降低成本可正在TDI内插手MDI。 ? TDI&MDI: ? 有TDI+MDI组合而成;插手的 MDI比例 分歧,有TM70/30,TM80/20等分歧配比, 按具体的配方而定。 15 聚氨酯原材料-聚醚组合料 ? 聚醚多元醇 ? 我们现正在利用的GP-1618、ZS-104 ? 官能度:官能度越高则物能,出格是弹性和 耐老化机能越好; ? 伯羟基含量:伯羟基含量越高则聚醚多元醇的反 应活性越高; ? 粘度:粘度越低则原料的流动性越好,加工机能 就越好,及夹杂程度; 16 聚氨酯原材料-聚醚组合料 ? 固含量: 固含量越高则泡沫产物硬度越高; ? 粘度: 取固含量相关,固含量越高则粘度越高; 粘度越低则原料的流动性越好,加工机能 就越好; ? 料比: 产物硬度,物能和开孔性的主要节制 点; 17 聚氨酯原材料-聚醚组合料 ? 聚醚多元醇和聚酯多元醇的将来成长趋向: ? 能度的聚醚多元醇; ? 高固含量和低粘度的聚合物多元醇; ? 低挥发性; ? 量高,量分布范畴小; ? 伯羟基含量进一步提高。 18 聚氨酯化学 两个次要反映方程式 正文:以上是两个次要的反映,但现实还存正在跨越10个的副反映 存正在,因而环节是节制好反映的均衡以获得所需要的成果。 19 聚氨酯化学:A料跟B料之比 ? 按照A料取B料反映时的当量关系,能够计较出100克A料 需要几多克B料。 ? 发泡指数INDEX:ISO现实用量/ISO理论用量*100; ? INDEX范畴一般为60—110之间,INDEX较高时,产物比 较硬; ? 此中TDI抱负的范畴是90-105; ? MDI系统抱负的范畴是85-95。 20 聚氨酯化学:A料跟B料之比 对于座椅泡沫而言(TDI系统及TDI&MDI系统)来说, 其对应关系为: A料 P1:100 B料(软泡) 30-50 B料(硬泡) 按照现实羟值和水份计较,凡是要 远高于软泡 21 聚醚组合料 ? 将聚醚,水,催化剂和不变剂按必然的比例配制后搅拌平均的系统; 也称为A料 ? 常见的配方: 22 工艺流程 ? 原料查验 ? 羟值,含水量,固含量,NCO含量等原材料机能; ? 配料 ? 按配方配制聚醚组合料; ? 浇注 ? 按必然的轨迹,必然的流量,必然的浇注时间向模具 中进行投料并节制原料的温度,模具的温度以及浇注时的 压力。 23 工艺流程 成型 两种原料正在必然的温度下反映,简称固化 脱模 取脱模剂有极大的关系 开孔 泡沫出模后,需要进行开孔,使泡孔分裂,不然泡沫容易 收缩。 后熟化 泡沫出模后,还没有反映完全,还需后熟化,该过程需要 6小时。 24 工艺流程(从配料到浇注) GP-104 ZS-1618 Y-10366 A-380 C-225 三乙醇胺 (85%) 水 称量 搅 拌 进料罐 P1 P2 P3 ISO M 计量泵 M 计量泵 M 计量泵 M 计量泵 高压 夹杂 CV8前座 25 工艺节制 压力 ? 压力轮回的目标使系统均衡 高压轮回压力=浇注压力(欧洲);高压轮回压力≥浇注 压力(目前) ? 不均衡的压力将导致:浇沉视量波动,超差;夹杂结果不 好; ? POL取ISO的比例不合错误; ? 夹杂程度、串料; 26 工艺节制 原料温度 ? 正在所有的工艺参数中,强调温度的不变是首要前提。 若是温度波动,势必导致其它系统参数的波动。 例如:温度变化导致原料粘度发生变化,导致夹杂结果不 好,最终产物发出产品缺陷。 ? 原料温度是:25 ℃ ? POL的温度波动为:±1℃; ? ISO的温度波动为:±5℃; 27 工艺节制 发泡密度 密度太高会添加成本,太低会产物外不雅会呈现缺陷和物 能无法达到要求。 浇注轨迹 次要影响产物的外不雅,对部门产物的硬度会有影响。 切确计量 确保配方料比同一,产物软硬分歧。 无效夹杂 对泡沫的外不雅和产物机能有影响(暗泡) 28 工艺节制 配方 ? 目上次要利用的是TDI&MDI系统。 ? MDI系统: 密度范畴52-60g/cm3 ? TDI 系统 : 密度范畴35-45g/cm3 29 发泡测试尺度 测试项目: ? ? ? ? ? ? ? ? 密度:密度=质量(kg)/体积(m3) 硬度:压陷硬度(ILD)、压缩硬度(CLD) 拉伸强度、断裂伸长率 扯破强度 回弹性 压缩永世变形 阻燃 VOC 30 发泡测试尺度 测试前提: 1、快泡取自泡沫的核心,模塑泡沫的式样则取核心 部位或全体试验。 2、新制的泡沫需正在天然形态下熟化72小时方可取 样,取样应放正在恒温恒湿内(GB/T2918的温 度是23±2℃,相对湿度50±5%)。 31 发泡测试尺度 硬度:压陷硬度(ILD)、压缩硬度(CLD) ? 这两种测试方式的次要区别是泡沫塑料的加载面积,正在ILD试验中 样件受压面积是323CM2,而CLD是将整个样件进行压缩。正在此,我 们只会商ILD试验方式。 ? 正在ILD试验中,试样大小是38*38*50mm,试验的压头曲径200mm (压头底边有R=10的圆角),支持板开有6mm的孔,孔间距20mm。 压头加压速度(100±20)mm/min,起首以5N的压力做为下压零点, 从零点起头下压试样厚度的70%,再以同样的速度卸荷,反复加压、 卸荷三次,做为预压,反复预压三次后当即以不异的速度压陷试样, 压头压入试样的厚度别离为25±1%、65±1%,达到变形量之后连结 30±1s记实相对压陷值,记下的值即为该压陷变量下的压陷硬度。 别的65%ILD/25%ILD=压陷比,压陷比是权衡泡沫舒服度的目标。 32 发泡测试尺度 拉伸强度是指拉伸试验至断裂时所的最 大拉伸应力,断裂伸长率是指试样至断裂 时标距内试样的伸长百分比。 拉伸强度=断裂时载荷/试样原始截面积 断裂伸长率=(断裂标距-原始标距)/原 始标距*100%。 33 发泡测试尺度 扯破强度: 通过外形的式样加扯破力,来测定材料的抗扯破机能。 试样尺寸为150*25*25mm(GB/T 10808),试样厚度标的目的为泡沫上升方 向。试样一端的核心部,沿厚度标的目的(泡沫上升标的目的)切一40mm长 的暗语,沿试样厚度标的目的丈量厚度,将试样张开夹正在试验机夹具上, 以50~20mm/min的速度负荷,用刀片切割试样,连结刀口正在中 心,记下试样断裂或扯破50mm时的最大值。 扯破强度=测得的最鼎力值(N)/试样平均厚度(cm) 一般测3个试样,取算术平方根。 34 发泡测试尺度 回弹性: 用一个给定曲径、分量的钢球正在的高度上落正在泡沫塑料试样表 面,记下钢球回弹高度,用回弹的高度和钢球下落高度的比值,暗示 泡沫的回弹机能。 测试要求:试样尺寸100*100*50mm,落球标的目的应取泡沫利用标的目的分歧, 钢球尺寸为∮164mm,沉16.3g,下落距离460mm。 回弹率=钢球回弹高度/钢球下落高度*100% 留意:试样需程度,钢球下落前固定(静止),每件试样做三次,每次 间隔20s,记实最大值。 35 发泡测试尺度 压缩永世变形: 正在恒定的下,使泡沫材料试样正在必然得时间内维持恒定 的变形,带试样答复一段时间后,察看变形对试样厚度的 影响。用试样的初始厚度取最终厚度之差取试样初始厚度 的比值暗示泡沫塑料的永世压缩变形。 压缩永世变形=(试样初始厚度-试样最终厚度)/试样初始厚 度*100 36 发泡常用术语 ?冷熟化 ? 座椅发泡的一种工艺,该工艺制制的发泡称为高 回弹发泡(简称为HR发泡)。 ? 该工艺制制发泡时模具的温度一般正在50-70度之间; 聚醚量一般正在2500-6500之间,ISO能够是 TDI/TM/MDI; ? 该工艺出产效率高,耗能少,目前遍及利用; ? 我们的工艺为冷熟化工艺; 37 发泡常用术语 泵能力 ? 用来查抄计量泵流量输出的不变性; ? 目前泵能力的验证方式为: 正在设定的流量下,持续打35枪,称量每一枪的分量,然后 计较能力,按照泵能力的大小判别能否需要补缀或改换计 量泵; ? 一般环境下,每三个月查抄一次泵能力; 38 发泡常用术语 泵线性 ? 计量泵的转速取输出量之间的相关性的表征。 ? 一般选择分歧5个转速,然后进行流量测试,获得 每个转速下计量泵的输出量,这5个点如正在一条线 上,申明计量泵转速取输出量之间的线性相关比 较好; ? 目前我们的计量泵的线%以上; 一般出产浇注时,选择的流量范畴需要正在泵线性 上输出量的上下限之间。 39 发泡常用术语 NBT ? 是new blending technology的简称,即新型夹杂手艺; ? 以前的夹杂手艺是一种ISO取一种POL组合料进行对喷, 夹杂,反映生成聚氨酯发泡;该种手艺调理工艺参数时, 只能调理POL/ISO的夹杂比,浇沉视量这2种变量;无法 进行其他的调理; ? NBT是一种ISO取2组或3组POLY组合料进行对喷,夹杂 后反映生成聚氨酯发泡;(设备需变频器) ? NBT能够调理如下变量:配方水分,配方的固含量,配方 的指数,浇沉视量这4种变量等,如许正在制制分歧密度, 分歧硬度时工艺的宽大度更大; 40 发泡常用术语 TPR ? 是timed pressure release的简称,即压力按时, 有时也称为放气,即事后开孔; ? TPR一般参数为:合模起头后90-120秒摆布起头 放气,气袋下来,2秒摆布放气竣事,气袋上来; ? 常见现象:若是放气太早,产物比力嫩,此时产 品容易呈现扯破现象;若是放气比力晚,产物容 易呈现生硬现象,出模后容易呈现收缩现象; 41 发泡常用术语 ? 初喷 ? 一般浇注起头时,ISO喷嘴取POLY喷嘴同时打开,ISO取POLY对喷,夹杂的 原料流出夹杂室,反映生成聚氨酯发泡; ? 若是浇注时ISO喷嘴取POLY喷嘴未完全同步打开,先打开的喷嘴会导致该组 分原料未反映就流出夹杂室,导致发泡上先浇注点处呈现未反映的原料; ? 若是是聚醚先出来,则发泡上会有粘乎乎的湿料(生料); ? 若是是ISO先出来,则发泡上会有发脆的泡沫,局部稀烂(轻度初喷时)或出 现ISO(初喷严沉时); 常见现象:别的有一种特殊的环境,即先浇注的处所呈现偏软的景象,这可能也 是初喷的一种形式,缘由可能是组分先出来,导致先浇注点发泡偏软。 42 发泡常用术语 ? 发泡指数(Index) ? ISO取POL反映时,若是ISO取POL完全按理论计 算的用量进行反映,此时为等当量反映,发泡指 数定义为100; ? 发泡指数=ISO现实用量/ISO理论用量*100;目 前座椅发泡的指数一般正在90-105之间; ? 跟着发泡指数的提高,泡沫逐渐变硬; ? Index105,产物容易烂; ? Index85,产物容易闭孔收缩。 43 发 泡 常见缺陷分化 44 设备根本学问 PLC(可编法式节制器) ? 它是一种带有指令存储器、数字或模仿I/O 接口; ? 以位运算为从能完成逻辑、挨次、按时、 计数和算术运算功能; ? 用于节制机械或出产过程的从动节制安拆。 45 设备根本学问 变频器 ? 变频器是操纵电力半导体器件的通断感化 将供频电源变换为另一频次的电能节制拆 置。 ? 变频器的从电大体上可分为两类: 电压型是将电压源的曲流变换为交换的变 频器,曲流回的滤波是电容; 电流型是将电流源的曲流变换为交换的变 频器,其曲流回滤波是电感。 46 设备根本学问 光电开关 ? 它是操纵被检测物体对红外光束的遮光或 反射,由同步回选通而检测物体的有无, 其物体不限于金属,对所有能反射光线的 物体均可检测。 ? 实空开孔机上使用的是镜反射式光电开关。 47 设备根本学问 热互换器系统: ? 节制系统华夏料的温度,使其满脚要求。 ? 因为颠末热互换器后,原料温度下降将导 致粘度上升,为了确保高压泵的一般运转, 需要特殊的喂料泵。具体要求按照流量和 原料粘度计较。 ? 热互换器的温度节制应正在接近夹杂头的部 分,使原料温度取冷却水的开行联系关系, 从动节制冷却水的流量来冷却原料。 48 设备根本学问 开孔机 ? 有辊式开孔机、实空开孔机、刷子开孔机,开控结果是 辊式最好,其次是实空开孔机,最差的是刷子开孔机, 目前刷子开孔机曾经很少利用了。 开孔的目标是防止产物变形。 辊式开孔机节制间隔的大小。若是间隔太大导致开孔效 果欠好,间隔太小导致产物上有较着的压痕。 开孔有两种方式: 化学方式-开孔剂,供应商有Dow/Bayer/TOSDH等 机械方式-开孔机 产物从模具中出来,必需尽快进行开孔,部门产物出模 后会缩气,此时应放置一段时间进行开孔。 49 ? ? ? ? 设备根本学问 TPR: ? 能够防止产物收缩和塌泡。 ? 最根基的感化是无效的开孔,便于起模。 ? 可是它也可能导致ILD的波动。 ? TPR间接影响泡沫的上升速度。 ? 欧洲的出产线 设备根本学问 回压力调理阀门: ? 是节制系统压力均衡的环节。 ? 要尽量接近喷嘴。 ? 若是远离喷嘴,将会呈现压力的波动,从 而导致系统的波动和产物不不变。 51 职业平安取工业卫生 多元醇 ? 一般来说大大都多元醇对人体健康风险性较小, 可是以胺为起始剂对皮肤、眼睛有刺激性,且多 元醇中有各类添加剂,添加剂不克不及确认能否无害。 ? 多元醇接触皮肤使用番笕清洗,眼睛不慎进入应 用大量的水进行冲刷。 ? 误服少量多元醇的风险较小,大量时需就医整治。 ? 多元醇泄露使用锯末等有吸附性的物质进行接收, 然后集中至于焚烧炉内烧掉。(不克不及用水) 52 职业平安取工业卫生 异氰酸酯 ? 异氰酸酯的强化学活性正在生物中同样 较着,出格正在有催化剂存时能取氨基、羟 基,可是卵白质发生变化,使酶得到活性, 刺激生物体细胞,因而利用异氰酸酯 时不采纳具体的平安办法就可能对人体产 生风险。 ? 异氰酸酯的风险部门—— —HNCO。 53 职业平安取工业卫生 异氰酸酯的毒性及急救 ? 眼睛 若不慎溅入眼睛,必需当即用低压 水流冲刷15min以上,随后当即就医。 ? 呼吸道 将中毒者移至通风优良的处所,并 脱掉污染的衣物,当即救治。 ? 皮肤 红肿、起泡、烧伤,间接接触会使 皮肤过敏。 ? 误服 大量饮水、牛奶,不成催吐。 54 要点复习 ? 发泡产物的次要原料、及各原料所对应的 感化 ? 发泡外协件品种 ? 发泡工艺手艺要求次要包罗哪些方面 ? 工艺节制的环节点 55 要点答疑 ? 发泡产物的次要化工原料 ? 聚醚多元醇 +ISO ? 发泡外协件品种 聚氨酯 ? 骨架、加强块、毡布、钢丝、卡扣、粘扣带 ? 发泡工艺手艺要求次要包罗哪些方面 ? 产物厚度、双硬度产物隔料、凹块、测试区域外形、产物 两头骨架毗连 ? 目前我们采用的是高压发泡机,出产工艺是冷熟化工艺。 56 57