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热熟化模塑泡沫体和冷模塑泡沫体的主要区别

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发表时间:2018-06-21 13:18来源:聚氨酯制品手册

  根据原料反应活性的差异,在生产中分为热熟化模塑泡沫体和冷熟化模塑泡沫体。前者采用普通型聚醚多元醇,反应活性低。当反应物被注入至模腔中后,必须给予一定的外界能量,促使它尽快完成固化过程,促进它在较短的时间内熟化、脱模,以提高模具利用率和产品生产效率,如图1所示。


热模塑发泡工艺流程.png

图1 热模塑发泡工艺流程


  冷模塑泡沫体主要是使用了通常以伯羟基封端的聚醚多元醇,这种高反应活性的聚醚,使反应体系能在较短的时间内以很快的方式完成反应,而不需要提供外界能量(加热),物料在模具中只要短短的几分钟时间内就能完成反应,达到脱模的能力。在冷模塑发泡工艺的发展中,另外还衍生出另一种泡沫体新品种——高回弹泡沫体。


  在性能方面,热熟化和冷热化模塑泡沫体的主要区别:冷模塑泡沫体在耐热性和耐老化性、回弹性等方面表现出较好的优势。热模塑软泡与冷模塑软泡的差异见表1。


冷热模塑软泡的差异.png

表1 冷、热模塑软泡的差异


  热模塑泡沫体的生产原料是80/20TD1和分子量为3000~4000、略带伯羟基封端的三官能度普通聚醚多元醇。为缩短熟化时间,节约能源,可以适当提高聚醚多元醇的伯羟基含量和改用掺有MDI的TDI。也可以在80/20TDI的基础上,掺混65/35TDI。热模塑泡沫制品的生产一般多使用椭圆形循环生产线。大量模具固定在可调速运动的循环式轨道上,在完成混合物料浇注、关闭模具后,被送入150~250℃的加热烘道中,进行热熟化使泡沫制品完成基本反应,固化定型,然后在送出烘道后进行开模,取出模制品,模具经过清洁,喷涂脱模剂,调节模具温度至35~55℃后,配置嵌件进入再循环状态。根据原料品种、配方、模具厚度、制品大小、加热方式等,生产循环周期通常为20~30min,模具在烘道中的熟化时间通常在15mim左右。生产线见图2。


热熟化模制泡沫制品椭圆生产线.png

图2

  对一些较小的制品,也可采用圆桌式生产线,如图3所示。


圆桌式热模塑生产线.png

图3


  生产模塑泡沫体的计量、混合机械可以是低压发泡机,也可以是高压发泡机。但无论使用哪种机械,都必须计量准确,开、停切换精确,无波动。浇注物料要均匀、平稳,不得产生飞溅和冲击现象。对于大型或复杂制品部件,必须考虑物料的流动状况,物料在模具中分段流动的干扰和协同作用以及模具上方必要的排气孔设置。模具通常是由厚度1.5~2.0mm的薄钢板、铝板(厚度4~6mm)或由铸铝(厚度为6~10mm)等传热效率较高的材质制成。


  热模塑泡沫与冷模塑泡沫不同,不能采用过量填充的方式大幅度提高泡沫体的密度和硬度,热模塑发泡在模内产生的压力较低,它在未加热以前,物料流动性较好,几乎没有交联发生。如果在模内产生较大发泡压力时,将会导致泡沫体产生大量闭孔,甚至会出现内部开裂现象,因此,对于热模塑泡沫制品生产的模具,在上模均应设有良好的排气孔,并在浇注过程中,保持排气畅通合模后的模具进入烘道加热,为保证泡沫体获得优良的质量,应在较短的时间内,使模具内壁升至预定温度,例如3min内升至120~170℃。以往多采用煤气、液化气等方式加热,比较落后。目前基本已改为微波辐射等加热方式。使用热交换流体的加热方式,能使模温快速升高。


  针对热模塑发泡工艺特点,要使混合浆料顺利地流至复杂模具的各个角落,尤其是大型复杂模制品,保持混合物料良好的流动性至关重要。必须调整凝胶反应与发泡反应二者的平衡,即正确调节叔胺和有机锡类催化剂的比例,同时也可以在基础聚醚多元醇中,适当掺入二官能的聚醚或高分子量的三官能聚醚多元醇,对反应系统平衡进行适当调节。


  与块状泡沫体相比,泡沫体在模制过程中更需要优良的稳定性,因此在模塑发泡配方中应适当增加泡沫稳定剂的数量或选用功效更好的泡沫稳定剂。


  发泡剂水加入量一般都应在100质量份多元醇基础的4份以内。根据泡沫体性能要求,通常在2.5~3.5份范围内变化,可以通过水的用量来调节泡沫体的密度和负荷硬度。


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