汽車座椅用PU發(fā)泡軟墊的制造工藝 |
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座椅用PU發(fā)泡軟墊一般采用發(fā)泡機(jī)模塑成型工藝。 發(fā)泡機(jī)可分為低壓發(fā)泡機(jī)和高壓發(fā)泡機(jī)。低壓發(fā)泡機(jī)是把A組分(異氰酸酯)和B組分(多元醇+發(fā)泡劑+催化劑+其他輔助材料)經(jīng)計(jì)量泵輸送到澆注頭的攪拌室中,經(jīng)攪拌后注入發(fā)泡模內(nèi)成型。其缺點(diǎn)是每次澆注后攪拌室要用溶劑將殘余物洗凈,浪費(fèi)溶劑,污染環(huán)境,但設(shè)備投資低。高壓發(fā)泡機(jī)是A、B兩組分經(jīng)高壓泵送入高壓澆注頭的混合室中,在15~18MPa高壓下瞬間混合后即澆入模內(nèi)發(fā)泡成型。其優(yōu)點(diǎn)是混料均勻,不需要用溶劑清洗,但設(shè)備投資較高。 座椅墊模壓成型可采用熱硫化法或冷硫化法。 熱硫化工藝是把A、B兩種組分澆入模具后,需在160℃以上溫度下硫化10~14min,模具冷卻后脫模即得制件。由150~250℃的熱風(fēng)爐提供熱能,在模內(nèi)進(jìn)行聚合、發(fā)泡、硬化等工序,完成一隔周期(包括脫模時(shí)間)約10~15min。 這種工藝需要把模具反復(fù)加熱和冷卻,工業(yè)上多采用金屬模具,鋁合金模尤其適宜。同時(shí)需采用大型烘道,因此好能大。而且金屬模具具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,不易變形和清洗方便。 由于PU對(duì)于大多數(shù)材料具有較強(qiáng)的粘結(jié)性,為了便于制品脫模,通常使用高熔點(diǎn)微晶蠟的溶液或水溶液以及聚乙烯分散液,或采用長效期脫模劑,如各種硅、氟樹脂。 在熱硫化模壓工藝中,為得到滿意的模塑制品,必須采用有效的硫化條件。通常在發(fā)泡結(jié)束之后,模具必須在1min內(nèi)迅速加熱,以補(bǔ)充模具表面的熱量損失。但加熱太快易造成泡沫的不溫度因素,引起部分塌泡,但過多的熱量易使脫模劑液化被泡沫體所吸收,易造成黏附在模具表面。如加熱太慢,則影響硫化,影響制品的壓縮變形性能。加熱熱源可采用氣體燃料或其他輻射加熱等方法,加熱后還需在烘道中進(jìn)行保溫。由于上述裝置占地面積大,能量損耗可觀,目前多采用微波加熱。微波加熱是通過激化內(nèi)部的物料分子使溫度升高,加熱速度快,在模溫較低的情況下,物料能迅速硫化,設(shè)備緊湊,廠房占地面積少,能量損耗較少。 近年來冷硫化模壓工藝得到了發(fā)展。此法節(jié)約能量,生產(chǎn)效率提高,且可以采用廉價(jià)的非金屬模具,逐漸取代了熱硫化工藝。但是,熱硫化法利用較廉價(jià)的聚醚多元醇可得到具有低密度、高伸長率、壓縮長久變形小的制品。因此在日本和歐洲仍由很多公司用熱流化法生產(chǎn)汽車座椅墊,尤其是靠墊和后排座的泡沫墊。 影響泡沫塑料性能的因素 一、加工因素 泡沫塑料性能受加工因素的影響,主要有設(shè)備、工藝過程的控制和加工人員的操作經(jīng)驗(yàn)。泡沫塑料在加工過程中特別是在發(fā)泡膨脹過程中,受控制因素的影響,使生成的氣泡變形,從圓形變化到橢圓形或細(xì)長型。這樣泡壁沿膨脹方向拉長,致使泡沫塑料出現(xiàn)各向異性。結(jié)果沿拉力方向的力學(xué)性能增大(縱向強(qiáng)度增大),而垂直于取向方向的強(qiáng)度降低。對(duì)聚氨酯泡沫塑料所做的實(shí)驗(yàn)表明,泡孔的拉伸度越大,則相應(yīng)的壓縮應(yīng)力比和模量比也越大,故泡沫塑料的各向異性程度也越大。作為泡沫塑料應(yīng)盡量避免各向異性。 二、泡孔尺寸 泡孔尺寸大小是影響泡沫塑料壓縮強(qiáng)度的重要因素之一。用光譜顯微鏡對(duì)兩種泡孔大小不同的泡沫塑料樣品所做的壓縮實(shí)驗(yàn)表明,大泡孔(0.5~1.5mm)泡沫塑料樣品被壓縮10%時(shí),外層泡孔肋架開始彎曲,當(dāng)被壓縮到25%時(shí),外層泡孔崩塌,內(nèi)層泡孔開始彎曲,泡沫體中心的泡孔開始變形。對(duì)于小泡孔(0.025~0.075mm)泡沫塑料樣品,當(dāng)被壓縮時(shí)泡孔呈等量壓縮,即泡沫體的內(nèi)外泡孔可均勻地吸收外加壓縮能量,一般認(rèn)為小泡孔泡沫塑料壓縮性能好于大泡孔泡沫塑料。 三、泡孔結(jié)構(gòu) 同一種泡沫其開孔和閉孔所表現(xiàn)的性能是不一樣的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨開孔率提高其壓縮強(qiáng)度明顯下降。壓縮強(qiáng)度是衡量泡沫塑料主要性能的指標(biāo)之一,要生產(chǎn)高壓縮度的泡沫塑料,應(yīng)提高閉孔率,反之則應(yīng)提高開孔率。另外,泡孔的大小還會(huì)影響其吸水率,即泡孔直徑越大,吸水率不久越大。 四、發(fā)泡倍率 泡沫塑料的性能還取決于樹脂性能、發(fā)泡劑用量、泡沫體密度等因素,這些因素又與成型條件又直接關(guān)系。隨著發(fā)泡倍率的增大,泡沫體的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、熱變形溫度等都隨之下降,而制品的成型收縮率增加。 聚氯酯泡沫和制品存在的技術(shù)問題主要有:MDI、TDI和添加劑混合料的存放穩(wěn)定性、產(chǎn)品的耐濕熱老化性、由于發(fā)泡工藝不穩(wěn)定而形成的產(chǎn)品空泡、開裂等缺陷。 聚氨酯泡沫和制品的發(fā)展需求主要有:輕量化、多硬度、低氣味、低霧度、耐老化、存放穩(wěn)定性、環(huán)保方面,如發(fā)泡劑的替代問題。 |
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