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模塑发泡工艺

发布时间:2017-11-12

形状复杂的HR泡沫制品如车用垫材和高档家具的坐垫靠垫,多是用模塑工艺生产的。由于HR模塑泡沫所用基础原料具有较高的反应活性,泡沫凝胶后可在较低的温度下完成熟化过程。这样的模塑发泡也称为冷模塑工艺。

冷熟化HR泡沫的生产过程大致如下:

1)在预热过的模具上喷涂脱模剂,需要时,在模腔的相应位置上安放嵌件并闭模;

2)操作发泡机注模;

3)盖上模盖;

4)泡沫熟化

5)脱模清模,制品碾压后送后熟化。

值得注意的是:与开孔的热模塑泡沫体相反,闭孔的冷模塑制品必须在脱模后的5分钟内尽快辗压开孔,以防因泡沫闭孔而收缩,同时由于冷熟化泡沫体的后熟化时间较长,甚至需要12小时以上,所以冷熟化泡沫在未达到最终硬度的90%之前,必须单独存放和运输,以免因受挤压耐产生不可恢复的永久变形。

模塑HR泡沫从原料角度可分为两大类。

1)以高分子质量高活性聚醚多元醇,聚合物多元醇和TDI/聚合MDI混合物为基础原料的HR泡沫。

有人称该工艺为聚合物多元醇路线或聚合物多元醇工艺。

聚合物多元醇在HR泡沫中有两个作用:一是它有增加泡沫支撑强度的功能。二是它有使泡沫开孔的功能。聚合物多元醇在全部聚醚多元醇中的比例在0%~100%之间。虽然HR泡沫的承载负荷性能随着聚合物多元醇比例的增加而提高,但多元醇混合物的粘度也随之增大。混合物过大的初始粘度会使得与异氰酸酯的混合物料难以在模具内均匀分布。制备低密度HR泡沫可使用高固含量的聚合物多元醇。有人认为聚合物多元醇的增加功能来自于它的支链与别的分子链的缠绕形成了交联点。但这类交联点在湿热条件下就会消失,所以这类交联被称为假性交联。这也是聚合物多元醇路线的HR泡沫的湿热老化性能和耐用性能较差的原因。

聚合物多元醇工艺采用TDI和聚合MDI的混合物作为异氰酸酯组分。HR泡沫的模塑密度随TDI在异氰酸酯组分中的比例的增加而改善;但泡沫体系的反应活性却会随聚合MDI的比例的增加而提高,脱模时间也随之缩短。模塑HR泡沫应选择较低的异氰酸酯指数,异氰酸酯指数低与100,泡沫会产生乳胶般舒适的手感,泡沫回弹性能较好。TDI与聚合MDI的最佳比例是80:20。

三乙醇胺是半硬泡常用的交联剂。人们有时也用它作模塑HR泡沫的交联剂。HR泡沫的硬度随三乙醇胺的增加提高得很明显。但三乙醇爱含有叔胺,所以它用量过多也会造成塌泡。同时三乙醇胺还会使泡沫变脆,影响泡沫体的伸长性能和回弹性能。

芳胺交联剂以MOCA为代表,还有如间苯二胺,邻苯二胺和对苯二胺均可用于这种聚合物多元醇型的HR泡沫。

模塑HR泡沫用双醚作发泡催化剂,用三乙烯二胺作凝胶催化剂,可省去金属催化剂。但叔胺催化剂用量大幅度增加。这使HR泡沫的VOC和Fog指标严重超标。所以采用低VOC和低Fog的催化剂是我们面前一项急迫的新课题。

表观质量重复性好的HR泡沫需要较高的注模系数,一般在20%甚至更高,而热熟化泡沫仅为5%。与热熟化软泡不同,冷熟化模塑HR泡沫的模具可不用出气孔。即使要出气孔,孔径也不要超过1mm。

模具材质可选用钢,铝合金或聚醚。HR欧美的发泡压力很大,这就要求模具的强度很大,模具的启模线处的密封也要严密。否则如果密封不良会引起模腔内的压力突然变化,HR泡沫也会因之前崩塌。

HR泡沫的混合料在反应过程中粘度增长很快,所以脱模剂的脱模效果不需太好,但因泡沫熟化温度较低,脱模剂的溶剂须在较低温度下挥发干净。脱模剂与由有机硅脂,蜡或油脂用有效成分。模塑生产线可调计成椭圆形或者圆形。模具注模前的温度要预热到60℃左右,泡沫在模具内固化和熟化时模温应保持在60~70℃.现在常用热水经过模具的夹层来控制模温。

这种HR泡沫一般要在物料注模后12~16min脱模。脱模后的制品要经碾压开孔和室温下后熟化24g才查包装使用。


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