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PU 制造技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-10-13   来源:CFRD   浏览次数:2163
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   O

  Polyisocyanate  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   OCN      

  NCO                        CH3  NCO

  2、4  TDI                  2、6   TDI

  COIM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  NCO

  2.      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:        66.1KG

  B组分:        60.0KG

  白色膏PW-09   2.7KG

  架桥剂:               6.3KG

  UV-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

  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.
 
 
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