内容详情

聚氨酯鞋底成型工艺_PU鞋底浇注原料的性能及使用方法

 二维码 4485
发表时间:2018-06-06 11:15来源:聚氨酯制品手册

  聚氨酯制品的品种数目很多。尽管可将它们分为硬泡、软泡、弹性体三大类,但是每一大类的制品数也很多,而每一品种的制作工艺都有它们各自的特点。分析制品工艺时,只能将其有代表性的一些工艺作为重点。其中聚氨酯鞋底浇注工艺是非常有代表性的制品工艺。


  (1)鞋底原料、辅料使用方法


  在PU浇注过程中,要使用各种化学原料。这些原料包括PU原液、脱模剂、料罐清洗剂、机头清洗剂、色浆、色料等。这些原料都有其物理化学性能指标,所以在生产操作时不能依靠经验或感觉来衡量产品合格与否。原料厂家提供PU


  底原液时,都有一份使用说明书,详细地给出了每一个牌号A、B料的物理性能指标、成品指标、自由发泡实验指标等。其中乳白时间、升起时间(发泡)、不粘手时间、出弹性时间等几个时间指标过快,说明发泡速率大于凝胶速率,过慢说明凝胶速率大于发泡速率。如果乳白时间过短,混合液的流动性将变差,不好操作并容易出现质量问题。


  一般情况下,自由发泡情况正常,就可浇注模具。但是在有些情况下,自由发泡正常,模具取出的成品不正常。反之,自由发泡不正常而模具出来的成品又正常。这种问题在环境温度过高或是过低的情况下易出现。这说明,杯试与实际的模具反应有差别。主要差别在于生热与散热的条件不一致。


  PU浇注过程中,有时可适当调整一些使用指标,以利于操作和解决一些质量问题。同时,不影响成品指标。例如,原料使用指标中,A料使用温度为35~40℃。由于有些牌号A料黏度高于B料黏度,如果按标定温度去操作,A、B料循环压差大,这对配比调节不利,另外,“喷差”也大。这时,可将A料使用温度适当提升到45~50℃。A、B料的黏度差别减少,压差也就相应减少。但是,此时应注意将混合搅拌转速适当降低,使得反应顺利、正常进行。有时,为了减少B料因局部温差而造成的局部受冻,也可将B料温度适当提升。


  (2)PU鞋底浇注原料的性能及使用方法


  ①A料现在使用的A料一般都是聚酯多元醇。A料在常温下不会冻结,这相对B料要好使用一些。A料黏度往往高于B料。在使用中的调节方法,上面已谈到。需要补充说明的是,如果不适当调节A料的黏度,将对计量泵的密封不利,容易漏料。A料的保质期一般六个月,时间过长,容易带入空气中过量的水分,造成变质。如果注意密封与干燥,保质期可适当加长。A料使用前的预热熔融温度、时间和B料不一样。如果A、B料用同一温度,同一时间进行熔融,容易造成质量问题。


  ②B料的主要成分为异氰酸酯,也叫精MDI(液化MDI。另外,B料中含有部分A料,所以,B料也可以称为是A、B料的预聚体。B料使用温度一般在35~40℃,凝固温度为20℃。B料反应活性非常大,空气中的水分对它的影响很大,保质期只有三个月。


  许多PU鞋底生产厂家往往出现这种现象:一批按比例购进的A、B料,生产时会多出


  A料。这说明调节配比时,往往将B料的用量偏高使用。当然,B料放置时间过长,用量也


  要增高。因为B料中的NCO含量减少,只能多用B料才能平衡NCO与OH的反应数量。


  B料一旦受冻,二次融化较困难。此时,如果注射阀是金属件可加温至180~220℃即可融化。而胶管一且受冻,只能更换。


  ③C料为催化剂,控制反应速率。在鞋底原料使用说明中,C料有一个上限使用量和下限使用量。一般因料温、模温、环境温度等使得发泡速率减慢,可用上限量,以加反应速率,反之,亦然,C料从密度上看要轻于A料5%左右,操作时应先放入A料筒(出厂时的小包装)预混,再放入A料罐进行搅拌。


  ④PU鞋底浇注前,模具须涂上一层脱模剂,以利于脱模。现有脱模剂,一般采用硅油与二氯甲烷的混合液,用喷雾的方法将其均匀喷在模具表面。二氯甲烷挥发性强,能短时间内在模具表面形成薄薄的一层硅油而起到脱模作用。


  脱模剂中的二氯甲烷含水量与杂质对PU反应成型,特别是表面质量有较大影响。出现烂花”、“烂泡”等质量问题都可能与脱模剂有关。


  ⑤洗模剂的化学名称为二甲基甲酰胺。二甲基甲酰胺对有机物的溶解性很强,特别是对聚氨酯有较强的溶解作用,是目前有机溶剂中最好的一种。当模具中出现聚氨酯黏附其表面时,可用二甲基甲酰胺浸泡、清洗残留物。洗模完毕后,也是要将二甲基甲酰胺清洗干净,特别注意它对手和皮肤的侵害作用。


  ⑥料罐清洗剂A、B料罐采用的清洗剂一般是邻苯二甲酸二辛酯。A料罐主要针对色浆、色料的沉淀物进行清洗。B料罐采用邻苯二甲酸二辛酯进行清洗作用不大。如B料因局部受冻产生的凝固物用邻苯二甲酸二辛酯清洗不掉,邻苯二甲酸二辛酯对B料也能起到一定软化作用,延迟B料凝固时间。


  ⑦清洗机头,实际上是清洗A、B料的混合腔。A、B料经混合腔混合后,浇注到模具中。在这个过程中不可避免地会有A、B料反应物—聚氨酯残留在混合内。而且越积越多,所以在浇注一定时间后,要清洗一次残留物。同时也有让混合腔散热的作用。机头清洗剂由二氯甲烷与压缩空气组成,二氯甲烷减缓腔内残留物的凝固,二氯甲媒的残留对二次浇注非常不利;气冲的作用是将残留物、杂质及二氯甲烷吹干净。二氯甲烷与压缩空气的调节量可通过PU浇注机上的时间控制器调整与设置。多长时间清洗一次机头是和机头结构参数、温度控制条件、操作方法相关的。


  ⑧聚氨酯材料的染色性比较好。可用许多色料调配成色彩各异的制品。


  红色:硫化锅,氧化铁;


  黄色:钛黄、黄色氧化铁;


  黑色:钛黑:绿色:氧化镉(绿);


  青色:群青;


  橙色:铬红;


  真珠色:氧化钛系。


  以上是部分使用效果较好的色料,一般化工市场有售。现在PU鞋底制作中,常用的色浆实际上是用色料与聚氨酯进行接枝反应而得到的一种混合物。它使用方便、牢固、不褪色,在PU浇注过程中,加色浆、色料时,应注意对A、B料反应效果的影响。色浆比例过少,色泽效果差并且容易出现色差分层,过多则影响反应。不加色料的聚氨酯时间一长会发黄,原因是聚氨酯发生了氮化反应。


  (3)发泡密度


  PU鞋底生产过程中,通常用鞋底材料的密度来计算每一只鞋底用A量。鞋底的密度通常按照以下的公式来计算:密度(g/cm2)=每只鞋底质量(g)/每只鞋底体积(cm3)。


  其中,鞋底的体积通常用排水法来测量。因此,在PU鞋底浇注现场最好准备一个0~500g的普通天平称重和一个2000mL的量杯或量筒测量鞋底体积。


  一般,现在企业所采用的PU浇注机中,都有一个预先设置每一双PU鞋底用料量的操作程序。该预置用料量是根据成品标准密度乘以每只鞋底体积所得。鞋底材料的标准密度值,一般在原料使用手册中都有推荐值。


  此外,有些PU浇注机在浇注前,预置一个浇注时间量,并将它按照一定的泵转速与浇注时间换算成浇注克数,这种换算方式不一定可靠。通常只能作为使用的参考,使用时要根据实际情况作一些调整。


  如何合理科学地节省材料,这是每一个PU鞋底厂家特别关注的问题。省料实质就是降低成品密度。然而。在降低成品密度的过程中,存在这样的矛盾:当鞋底发泡过大,其密度减小,支撑硬度就达不到相应的需求。即使支撑强度能够达标,其弹性、耐磨性、穿用舒适性指标又会有大幅的下降。现在的PU鞋底成品密度一般都在0.5~0、7gcm3的指标。这种密度下PU底的支撑强度、弹性、舒适度等性能指标尚能达到实际穿用的要求,但其耐磨性指标却有所欠缺。此外,由于材料密度小,组织疏松,表面的光洁度、平整度也相对较差。而目前市场上TPR,PVC鞋底的成品密度在1.2~1.4g/cm3,所以,PU鞋底较TPR、PVC鞋底的表面质量差一些。


  此外,现在市场上出现了一种成品密度在1.0g/cm3的PU鞋底原液。原料厂家推荐采用加水和加固化剂的方法,将成品密度降到0.35g/cm3左右使用。这种低密度、高硬度的PU鞋底,以降低一些弹性、耐磨性、穿着舒适性为代价来节省一些原材料。然而,用水做发泡剂虽然可以增加材料的发泡度,但盲目加水也会导致材料相关性能的下降。同时,所谓固化剂实际上就是扩链剂。一般采用1,4-丁二醇、乙二醇等。减小使用密度的方法节省原材料,除了加水、加扩链剂(固化剂)以外,还应适量添加匀泡剂(一般为硅油)。


  上面说到的密度概念是一种平均密度。实际上,PU鞋底的密度存在表面密度比里面密度高,下部密度比上部密度高的现象,即所谓的密度梯度。减小或消除密度梯度可在模温、料温、混合均匀度、结皮厚度上控制。但这种下密上疏正好符合鞋底的使用需求。


  在连帮成型PU鞋中,还有一种省料的方法,即在PU鞋底中使用低密度、低成本的填充料,如:EVA发泡料填充。这样,既可省出一部分PU料去填充表面密度,增加表面的光洁度和平整度,同时还可省出一部分PU料节省成本。这种鞋底的耐磨性较好,但舒适性要相对差一些,这也是一种降低密度的特殊方法。


  自由发泡试验的过程中,也存在一个发泡密度问题。自由发泡试验,也称杯试,即使用一个杯,接入一定量的A、B料混合液来观察其自由发泡反应情况。通常,正式投入大规模生产之前,都要进行自由发泡试验。自由发泡目的如下。


  ①观察A、B料配比当A、B料配比失调,自由发泡料的撕裂强度特别容易观察到。这时,增加或减少一点A、B料再进行杯试,如此反复,直至寻找到两者的配比中心。但有的时候会出现配比中心寻找困难的现象。可能是混合不均匀、二氯甲烷(清洗液)泄漏、环境温度过热、过冷等原因而引起。此时,单独测试一下A、B料各自的流量以确定A、B料的流量比是否正常。需要注意的是如果原料放置时间过长,配比中心值就不是标准配比值。许多情况下B料的用量会增加,配比中心需要重新寻找。


  ②检测自由发泡密度自由发泡密度是否与标准自由发泡密度相吻合,是观察原液反应性是否正常的一个重要指标,过高、过低都说明反应进行的不正常,而且凝胶与发泡速率也不协调。自由发泡密度与成品密度的差值不能太小,否则,发泡压力过小,成品的表面质量会变差。在实际生产中,因发泡压力不够而造成问题。比如,常用的PU鞋底原液一般自由发泡密度标准为0.25g/cm3左右,成品密度在0.5~0.7g/cm3,其差值在0.25g/cm23以上。如果为了省料而将成品密度降为0.4g/cm3左右,造成两者差值在0.15g/cm3以下,生产出的PU鞋底表面质量就会较差。


  ③检查混合液有无带气泡现象有时,刚刚浇注出A、B料的混合液时,就已经带入气泡。这可能是机头密封不严、喷料阀的密封不严等原因造成的。因此,通过自由发泡可观察。刚换上新的搅拌头时,开始几杯容易出气泡,但多试几杯后,由于漏气来源已经被混合液封住,情况就会有所好转。此外,杯试有一个手法问题,自由发泡试验时,须倾斜一点试杯,不要冲击成气泡,以免与设备带来的泡混淆,如下图所示。


检查混合液有无带气泡现象的杯试方法.jpg

检查混合液有无带气泡现象的杯试方法


  ④检测自动发泡过程中的阶段性指标自动发泡试验反应性指标除强度指际外还有乳白时间、升起时间、不粘手时间、出弹性时间。检测这几个时间值较复杂但很重要。

  需要注意的是:在杯试的实际操作过程中目前原料厂家给出的自由发泡试验条件不很规范例如试杯的材料就是一个很大的问题。在实际的操作中纸杯、塑料杯、金属杯都有采用。不同材质的试杯的热导率都有一定的差别。而A、B料的反应过程就是一个热平衡反应过程。不同的生热、散热条件就会导致不同结果。又如从浇注机的混合头一次浇多少克试样到杯中这又涉及试验量多少的问题。不同的量实验反应性也不同。并且在杯试时一般都有放掉一点“头料”再接入杯中的操作而放多少“头料”也是一个问题。所谓“头料”是由“喷差”形成的。目前没有一个统一的标准企业应自行制定一系列的生产标准以增强杯试的观察规律与结果的可靠性。


其他推荐

高层建筑火灾
不锈钢中框
尼龙6
注塑过程
动力电池企业排行
聚丙烯装置
反射隔热涂料
氢化TDI
阻燃改性料
新能源汽车
分享到:
 
联系我们
联系我们
佛山市三水金戈新型材料有限公司
Foshan Sanshui Jinge New Materials Co., Ltd.
0757-87572711
jgxc@gdjinge.com
广东省佛山市三水区白坭镇国家火炬计划佛山电子电器产业基地南区182号
公司电话:0757-87572711
公司邮箱:jgxc@gdjinge.com
公司地址:广东省佛山市三水区白坭镇国家火炬计划电子电器产业基地
关注金戈公众号
材料行业交流QQ群
在线客服

在线客服

副标题

 
 
 
 
 工作时间
周一至周六 :8:30-12:00
周一至周六 :13:00-17:00
 联系方式
公司总机:0757-87572700
咨询电话:0757-87572711
邮箱:jgxc@gdjinge.com
技术支持:15915244527
微信公众号:GDJINGE_LTD