环戊烷体系硬质聚氨酯发泡工艺技术培训资料样本.doc

环戊烷体系硬质聚氨酯发泡工艺技术培训资料

目 录
一、聚氨酯生产原料
1、 黑料
2、 白料
3、 发泡剂
二、发泡工艺原理
三、 环戊烷发泡工艺参数控制
四、 反应速度参数
五、 聚氨酯泡沫性能要求
六、 发泡工艺控制关键点
七、 聚氨酯发泡常见问题及决绝方法

环戊烷体系硬质聚氨酯发泡工艺技术
一、 聚氨酯生产原料
聚氨酯生产关键原料有：黑料、白料、发泡剂。
1、黑料: 黑料学名为多异氰酸酯，因其是一个黑色粘稠液体，故俗称黑料。多异氰酸酯关键品种有MDI、TDI、PAPI，其中MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）用于冰箱聚氨酯泡沫生产。
2、白料：工业生产冰箱聚氨酯泡沫时，通常先将组合聚醚型多元醇、催化剂，泡沫稳定剂进行混合，这种混合物是一个白色粘稠液体，俗称白料。
(1) 组合聚醚型多元醇：冰箱聚氨酯泡沫所使用多元醇为聚醚型多元醇。
(2) 催化剂：催化剂关键作用是加速聚氨酯形成，缩短固化时间，提升发泡质量。
(3) 泡沫稳定剂：泡沫稳定剂关键作用是乳化系统中各原料组份，确保体系反应顺利进行；促进气泡成核作用；提升气泡壁稳定性，使制品泡孔均匀细密，含有良好机械性能。稳定剂用量即使不大，但对泡沫体泡孔结构、物理性能、制造工艺全部有着重大影响。
(4) 组合聚醚性能指标(组合聚醚牌号：HY MA021801)
项目
单位
指标
备注
水分
%
2.10~2.20

羟值
mg KOH/g
445~475

酸值

PH11

粘度(25℃)
mPa*s
2500~3500

密 度(25℃)
g/cm3
1.07
黑料1.23
外观
草黄色透明液体，无机械杂质
3、发泡剂：在聚氨酯发泡中，发泡剂关键作用是产生气体，在聚氨酯中形成均匀分布细小气泡。发泡剂本身不参与多异氰酸酯和组合聚醚之间化学反应。利用氟利昂（如R11、R12）作发泡剂发泡工艺称为有氟发泡。发泡剂不含氟利昂发泡工艺称为无氟发泡。如环戊烷发泡。
二、发泡工艺原理
经过高压发泡机注射枪头把黑料 和白料和环戊烷预混物进行混合，并注入箱体或门体外壳和内胆之间夹层内。在一定温度条件下，多异氰酸酯（中异氰酸根（-NCO））和组合聚醚（中羟基（-OH））在催化剂作用下发生化学反应，生成聚氨酯，同时释放大量热量。此时预混在组合聚醚发泡剂（环戊烷）不停汽化使聚氨酯膨胀填充壳体和内胆之间空隙。
化学反应式nO=C=N—R—N=C=O + n HO—R’—OH —( OC—NH—R—NH—COO — R’—O —)n
三 环戊烷发泡工艺参数控制
a) 黑料和白料配比： 黑料∶白料∶环戊烷 = 145∶100∶11.5
b) 发泡原液温度：黑料和白料温度控制在18~25℃
c) 模具温度：40±5℃
d) 箱预热炉温度：35~50℃，发泡炉温度35~55℃。
e) 注射压力：黑料和白料注射压力控制在13~16MPa。
f) 熟化时间：≥6min
四、反应速度参数（亨斯迈黑料和白料MA 021801）
反应标准条件：各化学试剂温度为20℃，纸杯容量为455毫升，搅拌器为4片螺旋叶片，并带6厘米导向环，在转/分钟速度下搅拌。
配 比
黑料 145
组合聚醚 100
环戊烷 13
项 目
单位
指标值
搅拌时间
S
6
乳白（始发）时间
S
14~18
凝胶（拉丝）时间
S
70~86
不粘（止发）时间
S
125~155
五 、聚氨酯泡沫性能要求
1、自由发泡密度：24~27Kg/m3
2、聚氨酯模塑密度：34~36Kg/m3
3、压缩强度： ≥0.20MPa
4、导热系数： ≤19.6 mw/m·k
5、尺寸稳定性（-30℃，24h）： ≤1.0%
6、闭孔率 ≥97%
六、发泡工艺控制关键点
1、 严格控制原液理化性能
黑、白料中多异氰酸酯、组合聚醚、发泡剂，催化剂及泡沫稳定剂化学性能直接决定合成聚氨酯化学反应和泡沫物理性能。是生产合格聚氨酯泡沫基础条件。
黑、白料单体应为通明粘稠液体，无絮状不溶性杂质。若有不溶性杂质，将会堵塞发泡机滤网，造成原料流量不稳定，黑白料配比不符合要求混料不均匀。甚至堵死发泡机管路不下料。
本企业各线在双班生产情况下，最少每七天将发泡机（及预混机）黑料和白料滤网及枪头针阀根本清洗一次。
2、 严格控制原液配比和注射量
必需严格控制黑料、组合聚醚和环戊烷配比。在总注射量不变情况下，黑料百分比过大则会出现空泡，白料百分比过大则出现软泡，环戊烷百分比过大则出现涨泡，百分比过小则出现空泡。黑白料百分比失调，将会出现混料不均匀，泡沫出现收缩现象。
注射量多少应以工艺要求为标准。注射量低于工艺要求量时将会出现泡体模塑密度低、强度低，甚至出现填充不密实空泡现象。注射量高于工艺要求时将会出现涨泡和漏泡现象，箱体（门体）出现变形。
3、严格控制工艺温度和熟化时间
聚氨酯发泡是一个较复杂物理和化学反应过程。原料、模具、预热温度及熟化时间波动将直接影响到发泡质量。
A、黑料是一个较活泼化学物质，极易和水发生化学反应，贮存过程中应确保容器干燥密封并充干燥氮气保护，使用过程中不应和水直接接触。贮存温度低于5℃会产生结晶现象，所以必需注意防冻。一旦出现结晶，应在使用前于70~80℃加热熔化，并充足搅拌均匀。贮存温度高于50℃会生产一个不溶性固体，粘度增大，化学性质发生改变。白料亦存在一样性质。
故要求黑、白料应贮存在室温（20~25℃）下通风、阴凉、干燥地方，避免日晒、雨淋。
B、黑白料在发泡前应进行恒温处理，控制发泡温度在18~25℃。
温度太低时黑白料粘度大、流量不稳定、流动性差、混合不均匀，温度太低时生成泡沫反应速度慢熟化时间长。熟化时间不够时箱体、门体脱模后仍发泡，出现外观变形。
温度太高时反应猛烈不易控制。轻易出现注入较大箱体泡液性能不均一，开始注入泡液已经发生化学反应，粘度快速增大，后注入泡液还未反应。造成后注入泡液不能将先注入泡液推到箱体发泡步骤最前端，出现箱体局部空泡现象。
C、预热炉温度应控制在30~50℃，发泡炉温度应控制在35~50℃，发泡模温度应控制在35~45℃。
在冬季待发泡箱体和门体温度较低，须在预热炉温内进行预热。不然较热聚氨酯液体接触到箱体或门体时化学反应受到严重影响，出现泡液和壳体不粘现象。
发泡模温度过低时，泡液体系流动性差，固化时间长，反应不根本，出现空泡；发泡模温度过高时，塑料内胆受热变形，泡液体系反应猛烈。所以必需严格控制发泡模温度和发泡炉环境温度。
尤其是冬季时，天天早上开线是必需对发泡模、预热炉、发泡炉及箱体和门体预热30分钟以上。夏季发泡一段时间后须对发泡系统进行冷却降温。
D、本企业使用黑白料发泡熟化时间必需在6分钟以上。熟化时间太短，箱体、门体脱模后仍发泡，出现外观变形。尤其是门体变形后，和箱体装配时出现门封缝隙大、漏冷、箱体不保温，压缩机频繁开启。
4、 严格控制发泡机注射压力在13~16MPa
注射压力不稳定时黑料和白料配比不稳定、混合不充足。黑料和白料注射压力相差控制在5bar内，不然会出现串料损坏发泡机现象。
发泡过程中应常常检验发泡机注射压力，清剪发泡机注射系统，不能出现堵料现象。
黑、白料、环戊烷混合不均匀，表现为聚氨酯泡沫密度不均匀、局部出现大气泡、泡沫开裂、泡沫局部发软：泡沫上出现白色、黄色或黑色条纹，泡沫缩瘪。
5、发泡前准备工作：
A、模具清理检验，
发泡前应将附在发泡模上漏泡残沫等杂物清理洁净，检验模具配合精度。不然发泡时将会产生损坏箱体、漏泡等严重质量问题箱发泡前应检验箱体排、吸气管是否按要求整理好，是否有弯折。引出线是否齐全，排水管是否已装好。发泡工艺板是否按工艺要求粘贴好。
B、门发泡前应检验门体把手是否装正，有没有歪斜。配线装配尺寸是否符合工艺要求。门锁是否按要求装配好。美纹纸是否按工艺要求粘贴，是否出现漏泡可能。
6、 取放箱（门）体要求：
取放箱（门）体全部要垂直轻拿轻放，不许可有碰伤内、外箱体；发泡后箱（门）体应均匀间隔放置在流水线上。然后检验发泡质量是否符合要求。漏泡应用工具清理洁净，不可擦划伤箱（门）体。
7、 发泡工艺控制方法
A、 每班生产前，必需检验各参数是否符合工艺要求。以后每隔3个小时再核查一次，并统计检验结果。
B、 每班生产前，必需检测一次自由发泡体混合情况及密度。每班检测一次箱体和门体模塑泡体混合情况及密度。然后将自由发泡体和模塑泡体在-20℃冷冻24H，观察其收缩情况。泡沫体应无显著收缩。并统计检验结果。
七、聚氨酯发泡常见问题及决绝方法
NO
异常问题
可能产生原因
处理方法
1
漏泡
1、箱体或门体在发泡前预装时密封不实，有漏泡间隙。
2、发泡原液配比不妥，发泡剂偏多。
1、 用美纹纸、海绵或腻子 密封严实。
2、 调整发泡原液配比
2
涨泡
1、发泡量过多。
2、发泡模具松动，发泡时受力变 形。
3、机械室斜板涨泡变形，关键是发泡枕头尺寸偏小。
1、 调整发泡量
2、 维修发泡模具
3、更换发泡枕头或对发泡枕头进行修改。
3
空泡
1、 发泡量偏低
2、 原液配比不妥，发泡剂偏低
3、 发泡速度太快，
4、 发泡液在箱体内步骤太长。

5、 发泡时，箱体内困气
1、 增大发泡量
2、 调整配比
3、 调整发泡速度
4、 更改注泡孔位置或添加 导流块，缩短，发泡液在箱体内步骤
5、 在合适位置增加透气孔
4
不粘
1、 内胆表面有油污
2、 内胆表面光滑度太高，泡液粘接力差
3、 环境温度太低，原液、模具、箱体和门体表面温度太低。
1、 用酒精清洗油污
2、 更换表面粗糙内胆，或对内胆表面打磨增加粗糙度
3、 提升环温，对发泡系统进行预热。
5
混料
不均匀
1、 注射压力太低
2、 原液太脏或温度太低，流量不稳定
1、 提升注射压力，加强黑白 料混合
2、 对原液进行过滤，定时清洗滤网和针阀。提升原液温度。
6
收缩
1、 原液配比不妥
2、 混料不均匀
1、 调整配比
2、 混料均匀
7
密度
不均匀
1、 混料不均匀
2、 发泡液在箱体内各向步骤相差太长
1、 混料均匀
2、 更改注泡孔位置或添加导流块，缩短，发泡液在箱体内步骤
8
变形
1、 熟化时间不够
2、 箱体或门体材料强度不够收缩变形
1、 延长熟化时间
2、 提升材料抗收缩强度