聚氨酯硬泡制品密度區(qū)分_影響發(fā)泡壓力的因素

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發(fā)表時間：2018-05-29 08:58來源：金戈新材料

　　硬質(zhì)聚氨泡沫制品，簡稱硬泡制品，相對軟泡硬度大許多，相對彈性體它又不具備彈性，從雙組分澆注原料來看，軟泡一般使用TDl1和聚醚多元醇；彈性體一般使用MDI(精)和聚指多元醇：硬泡使用PAP1(粗MDI俗稱黑料)和聚醚多元醇。而軟、硬泡對聚醚多元醇在分子量和羥值要求上有些相對性。軟泡分子量高(4000左右)，硬泡分子量低(400左右)；軾泡羥值低(50mg/g左右)，硬泡羥值高(500mg/g左右)。

　　硬泡制品的發(fā)展速度在聚氨酯各類制品中最快。因為，聚氨酯硬泡制品在替代和部分替代傳統(tǒng)保溫材料、PVC工程塑料、天然木材等方面制品時，范圍寬、品種多、數(shù)量大。硬泡用于冰箱、防盜門夾層灌注，建筑材料、建筑裝飾材料、家具、人工木材、木板等潛在的市場價值都非常大。

　　聚氨酯硬泡制品從密度區(qū)分可以分為如下幾種。

①低密度硬泡，密度低于20kg/m3。如裝飾線條、頂花等室內(nèi)裝飾材料。

②中密度硬泡，密度在20~800kg/m3。如家具、木板、木材等。

③高密度硬泡，密度在800kg/m3以上。如體育用品、電器外殼等。

　　軟泡、硬泡、彈性體在澆注發(fā)泡成型過程中，原料溫度與環(huán)境溫度的高低及恒定與否，直接影響制品的質(zhì)量。雙組分聚氨酯反應(yīng)成型存在一個熱平衡過程，即凝膠和發(fā)泡，其中放熱和吸熱速度一定要平衡。否則，反應(yīng)不能正常完成。

　　溫度偏低時，發(fā)泡不足；溫度偏高，凝膠不夠。溫度過高或過低，都不易得到高質(zhì)量的制品。所以，需要控制料溫、模具溫度、環(huán)境溫度來滿足反應(yīng)條件。其實，要完全靠設(shè)備或其他手段來符合要求非常困難。特別對環(huán)境溫度的控制難度更大。但是，靠人的經(jīng)驗去調(diào)節(jié)掌握一些條件也能達(dá)到要求。環(huán)境溫度以20~30℃為宜。原料溫度可控制在20~30℃范圍或稍高一些。對于特大、特小型制品澆注成型，難以控制環(huán)境溫度時，應(yīng)適當(dāng)控制原料溫度和調(diào)節(jié)催化劑用量。

　　模具溫度一般控制在40~50℃范圍。制品脫模后，應(yīng)在一定溫度下放置一定時間，目的是讓化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行完全，得到良好的制品。在注入模具內(nèi)發(fā)泡時，應(yīng)在脫模前把制品與模具一起放在較高溫度的環(huán)境中熟化。熟化溫度越高，所需時間越短。熟化不充分，泡沫制品強(qiáng)度達(dá)不到應(yīng)有的水平。原料品種與制件形狀尺寸不同，所需的熟化時間與溫度也不同。固化性能好的原料，制品體積不大，幾分鐘即可脫模。一些較大型的制品脫模時間需要十幾分鐘。

　　澆注發(fā)泡時，反應(yīng)液在發(fā)泡機(jī)混合室內(nèi)停留的時間是很短的，一般僅數(shù)秒或十多秒。所以，混合均勻度是一個很重要的因素。根據(jù)反應(yīng)液的性質(zhì)，特別是黏度較大的情況，應(yīng)選用合適的高效混合裝置，以便達(dá)到充分混合的目的。手工澆注發(fā)泡，攪拌器應(yīng)有足夠的功率與轉(zhuǎn)速，使反應(yīng)液混合得均勻。混合不好，泡孔粗而不均勻，甚至在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)化學(xué)組成不符合配方要求的現(xiàn)象，大大影響制品質(zhì)量。必須指出，手工發(fā)泡在效率、質(zhì)量，甚至成本上都不能和機(jī)器發(fā)泡相比。

　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料發(fā)泡過程中產(chǎn)生一定的壓力，模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，下列幾種材料適合制作模具。

①碳鋼、合金鋁等材料對生產(chǎn)批量較大、尺寸要求較高的制品，用金屬模具較為合適它的優(yōu)點(diǎn)是壽命大，模具表面光潔度、精度高，則制品光潔度、精度也高。它的缺點(diǎn)是模具費(fèi)用高，制作周期長。

②樹脂玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂，特別是耐溫性較高的環(huán)氧樹脂基本上能滿足模具設(shè)計的要求。有時，在樹脂內(nèi)加入鋁粉以改善模具的導(dǎo)熱性。環(huán)氧樹脂模具的缺點(diǎn)是模具溫度不容易控制，只適合小規(guī)模生產(chǎn)。近年，一種采用191~196以及膠衣樹脂制作聚氨酯制品模具的應(yīng)用范圍越來越寬、數(shù)量越來越大。這說明樹脂模具技術(shù)越來越成熟。

③硅橡膠用硅橡膠比較容易制造出形狀復(fù)雜的模具。發(fā)泡過程中，不必使用脫模劑。硅橡膠模具質(zhì)量輕，搬動方便。缺點(diǎn)是價格高，尺寸精密度差，使用壽命短澆注發(fā)泡成型中，發(fā)泡壓力是一個值得注意的參數(shù)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的澆注發(fā)泡過程中，發(fā)泡壓力是隨著時間而變化的。反應(yīng)原料注入后，壓力逐漸上升，達(dá)到最高值后，逐漸降低。

　　發(fā)泡壓力受多種因素的影響。這些因素是多元醇的官能團(tuán)數(shù)、羥值與結(jié)構(gòu)；異氰酸酯品種；催化劑品種及用量；發(fā)泡劑品種及用量；原料溫度；模具溫度；制品尺寸和澆注次數(shù)等。在其他條件大體相同時，一般來說，芳香族聚醚的發(fā)泡壓力比脂肪族聚醚，如山梨糖醇聚醚的發(fā)泡壓力高；多元醇的羥值相等時，官能團(tuán)數(shù)高的品種，發(fā)泡壓力較高；粗MDI步法發(fā)泡時的發(fā)泡壓力大于由TDI制得的預(yù)聚體發(fā)泡時的發(fā)泡壓力；催化劑用量增大，發(fā)泡壓力也隨著增大。

　　模具溫度對發(fā)泡壓力的影響也很明顯。模具溫度低，發(fā)泡壓力小；反之，壓力大。一般制品越大，發(fā)泡壓力越高。同樣數(shù)量的原料，一次澆注時，發(fā)泡壓力較大，分多次澆注，壓力較小。一次澆注與分多次澆注的發(fā)泡壓力差別較大。所以多次澆注是降低發(fā)泡壓力的有效方法。