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1、2024/7/241第一、聚氨酯发泡的基本原理第二、聚氨酯硬泡的泡沫性能第三、组合聚醚产品介绍第四、发泡工艺控制办法第五、冰箱常见问题及解决方案第六、安全及注意事项2024/7/242第一部分聚氨酯硬泡发泡的基本原理一基本反应：聚醚多元醇和异氰酸酯反应形成氨基甲酸酯，它构成了聚氨酯的主链，亦即聚氨酯泡沫塑料的主体。此反应为放热反应。在硬质聚氨酯泡沫中，由于其发泡剂主要为低沸点的氟氯烃及烷烃类，这些发泡剂就是靠反应热而蒸发发泡。(1)R-OH+R-NCOR-NH-COOR(2)NCO+H2ORNHCOOHNH2+CO22024/7/243二、泡沫的形成过程、混合把适当比例的白料和黑料混合（在发泡
2、机的混合头中进行，手工混合时则在烧杯中进行,建议转速3000rpm左右，搅拌6-8s）。、乳化白料和黑料（异氰酸酯）经搅拌后，经过一段诱导期，发泡气体（如二氧化碳和三氯一氟甲烷、环戊烷等）开始形成并扩大成细小的气泡，使发泡混合料呈“乳”状，即乳化。从开始混合到乳化这一段时间叫做“乳白期”或“乳白时间”，冰箱硬泡的乳白期一般为10-15秒、起发、起发随着发泡气体的增多，发泡混合料开始膨胀，并且由于液相中发生聚合反应，体系粘度增大。在发泡过程中，气泡数目保持不变，气体量不断增加而使泡沫体积逐渐增大。从物料混合到完全起发一段时间为“上升时间”或“起发时间”。若体系充分发泡时，气泡壁不能承受气体压力而
3、发生开裂，气体便经气泡中逸出而使泡沫形成开孔结构，即形成开孔泡沫。2024/7/244、凝胶时间、凝胶时间起发期后，聚合反应继续进行，直至发泡混合体完全胶化（即凝胶），这一段时间称为“凝胶时间”。轻轻触摸如泡沫塑料表皮不再发粘，则表明已经达到“不粘时间”。对硬泡而言，以A、B料混合开始为起点，至从发泡料中能拉出纤维丝为终点，这段时间被称为拉丝时间，也叫纤维时间或凝胶时间。5、不粘时间：从A、B料混合开始至轻触泡沫表面不粘手为止的时间，为不粘时间。 6 6、熟化时间、熟化时间在泡沫胶化后，将泡沫块移入具有一定环境温度的场所进行熟化处理，让泡沫内的聚合反应全部完成。熟化的温度和时间要视泡沫种类而定
4、。 冰箱行业不推荐冰箱行业不推荐1515以下发泡。2024/7/245第二部分泡沫的物理性能1 1、 密度密度密度又称容重，是硬质聚氨酯泡沫塑料的一项重要性能。密度对硬泡的其它性能，如强度等有明显的影响。密度又称容重，是硬质聚氨酯泡沫塑料的一项重要性能。密度对硬泡的其它性能，如强度等有明显的影响。其它条件相同情况下，密度大的硬泡，成本则高。不同的使用对象，密度也不等。用于冰箱硬泡箱体内的其它条件相同情况下，密度大的硬泡，成本则高。不同的使用对象，密度也不等。用于冰箱硬泡箱体内的密度大多为密度大多为35kg/m335kg/m3左右。自由发泡时，密度一般在左右。自由发泡时，密度一般在242426k
5、g/m326kg/m3。2 2、强度、强度硬质聚氨酯泡沫塑料的强度取硬质聚氨酯泡沫塑料的强度取决于它的原料、配方、结构、决于它的原料、配方、结构、温度等因素。硬质泡沫塑料温度等因素。硬质泡沫塑料受压会发生变形。一般以压缩受压会发生变形。一般以压缩到样品原厚度的到样品原厚度的10%10%时的应力时的应力D10D10，定义为压缩强度。，定义为压缩强度。log(log(强度强度) )logAlogABlog(Blog(密度密度) )2024/7/2463、硬泡的导热系数是由以下几个因素构成的。F=G+S+R+C式中F硬泡的导热系数；G气相热导率；S固相热导率；R辐射传热热导率；C对流传热热导率。4、
6、尺寸稳定性硬质聚氨酯泡沫塑料受热或冷冻，尺寸或体积会发生一定变化。变化率大小与泡沫塑料原料的类型，泡沫塑料结构、密度、成型条件等因素有关。通用品种硬泡，在100以下环境中，尺寸不会发生明显的变化。耐温性较好的硬泡，特别是含异氰脲酸酯结构的硬泡，在150时，尺寸不会发生明显变化，因此可供较高温度下使用。用于冰箱、冰柜等的硬泡，长期处在低温状态，应具有较好的耐低温性，以CFC-11、HCFC-141b、环戊烷等发泡剂发泡的硬泡，在2530下，尺寸变化率一般都小于1%。2024/7/2475、吸水率常压下，硬质泡沫塑料吸水量并不太大。100mm100mm25mm样品浸在约20水中1个月，吸水量(体积
7、分数)约为3%5%，所吸之水分布于硬泡表层。具体数据与泡沫孔径、密度等有关。6、耐化学品性能硬质聚氨酯泡沫塑料能耐多种有机溶剂。在一些极性较强的溶剂里，发生膨胀现象；在较浓的酸和氧化剂中，则发生分解现象。7、使用寿命聚氨酯硬泡究竟能使用几年？这是用户关心的问题，硬泡工业化生产初期，刚开始用作保温隔热材料时，这个问题尤其受到关注。几十年的岁月过去了，实践证明，硬泡是经受得住时间考验的，现在，冰箱、冷冻、冷藏设备上所用的硬泡，几乎没有人担心它的寿命问题了。在正常情况下运行，硬泡的隔热性能自始至终能满足使用要求。130以下，可使用30年左右。2024/7/248F11优势：导热系数、尺寸稳定性、强度
8、等均为各种发泡剂中最优势：导热系数、尺寸稳定性、强度等均为各种发泡剂中最好的好的 劣势：不环保，已经淘汰劣势：不环保，已经淘汰141b141b优势优势: :沸点沸点32 32 适中，操作方便，不需投入设备改造费用，适中，操作方便，不需投入设备改造费用，毒性较小，与大多数多元醇溶解性好，毒性较小，与大多数多元醇溶解性好，属于过度替代产品属于过度替代产品劣势：劣势：141b141b对聚氨酯树脂有一定的溶胀作用，压力泡密度对聚氨酯树脂有一定的溶胀作用，压力泡密度应比应比CFC-11CFC-11泡沫的密度高泡沫的密度高10%10%，才能保证泡沫的尺寸稳定性。，才能保证泡沫的尺寸稳定性。不环保，不环保，
9、ODPODP0.11, GWP=0.130.11, GWP=0.13，约为，约为CFC-11CFC-11的的1/101/10。对对冰箱内衬材料冰箱内衬材料ABSABS和和HIPSHIPS有一定的溶胀作用，需改用改性的内有一定的溶胀作用，需改用改性的内衬材料衬材料, ,如改性如改性ABSABS。导热系数略高导热系数略高CPCP优势：优势：“一步到位一步到位”的最终替代品的最终替代品劣势：劣势：a a泡沫固化性泡沫固化性( (脱模时间脱模时间) )和尺寸稳定性相比较要差的和尺寸稳定性相比较要差的多。多。b b环戊烷的导热系数与环戊烷的导热系数与CFC-11CFC-11与相比高，但能够满足欧与相比高
10、，但能够满足欧洲的能耗要求。洲的能耗要求。c c环戊烷为易燃、易爆的危险物品环戊烷为易燃、易爆的危险物品, , 爆炸范爆炸范围围1.4-8.7%(1.4-8.7%(体积比体积比) )第三部分产品分类介绍2024/7/249245fa环保产品，比环戊烷相比具有更低的导热系数和密环保产品，比环戊烷相比具有更低的导热系数和密度，沸点较低度，沸点较低15.3 15.3 ，尺寸稳定性好，尺寸稳定性好全全H2O产品产品 优势：环保，尺寸稳定性好，粘结性好优势：环保，尺寸稳定性好，粘结性好自由泡密度自由泡密度30-35 Kg/m3 低密低导产品低密低导产品1 1、密度更低、密度更低D33Kg/m3 2 2、
11、导热系数更低，比常规产品低、导热系数更低，比常规产品低3-5%3-5%快速脱模产品快速脱模产品1、4-6min快速脱模快速脱模2、提高工作效率、提高工作效率3、导热系数更低，比常规低、导热系数更低，比常规低3-5%东大优势产品介绍2024/7/2410德国拜耳德国拜耳44V20 44v20l44V20 44v20l德国巴斯夫德国巴斯夫 M20S M20SS烟台万华烟台万华PM-200 PM-2010PM-200 PM-2010美国亨斯曼美国亨斯曼5005黑料产品介绍（家电应用）2024/7/2411第四部分发泡工艺控制办法一、冰箱用硬泡的技术要求（国标要求）项项 目目GB性能指标性能指标常规环
12、戊烷实际要求常规环戊烷实际要求表观芯密度表观芯密度 kg/m328-3534压缩强度压缩强度 kPa100150150导热系数导热系数W/m.k0.022 0.021吸水率吸水率 （V/V）5 %3 %闭孔率闭孔率9092低温尺寸稳定性低温尺寸稳定性 （-20 24h ）平均线性变化率）平均线性变化率%10.5高温尺寸稳定性高温尺寸稳定性 （100 24h 24h）%1.50.52024/7/2412二、冰箱工艺介绍1、两种发泡方式：环线与八工位发泡2、注料方式：垂直注料和平行注料3、两种发泡方式的区别A、对组合聚醚的要求不同。B、对工艺的要求也不同。八工位发泡可以进行4-6MIN快速脱模的组
13、合聚醚应用，环线意义不大。2024/7/2413二、冰箱工艺介绍2024/7/2414冰箱工艺控制1、工艺控制的关键：工艺状况主要指的是设备的工作状态的好坏（高压发泡机压力、料温控制、料比控制、混合效果、模具的温度等）以上因素直接影响到泡沫的质量（导热系数、泡沫强度、闭孔率），最终影响到冰箱的质量。2、工艺参数控制关键：料比、温度（料温，模温）、密度（箱体、自由泡），压力一、手工自由泡质量控制用聚乙烯烧杯，称取恒温在222的组合聚醚（A料）100g，精确到，按规定比例加入恒温到222的粗MDI(B组分)中，搅拌转速2500-3000r/min搅拌6-8s后，迅速倾入常温敞口模具中，用秒表计时，
14、测定乳白时间、纤维时间和不粘时间。2024/7/24151、乳白时间：从A、B料混合开始至发泡料表面出现变白的时间。2、凝胶时间：从A、B料混合开始至能从发泡料中探出纤维丝的时间（也称纤维时间、拉丝时间）。3、不粘时间：从A、B料混合开始至轻触泡沫的表面不粘手的时间4、自由泡沫塑料芯密度：排水法测定，泡沫重量精确至克。二、环戊烷预混站工艺控制：干白料/环戊烷=100:12-13(质量比)白料/黑料料比控制在100/125(质量比)自由泡密度控制为：250.5/m3。备注：手工自由泡检测时，取样重量为白料100克，黑料125克从预混后的中间储罐取样，转速为2500-3000转/分，搅拌时间6-8
15、秒，测定密度时取自由泡沫芯部密度达到上述要求。2024/7/2416三、发泡线工艺控制：料比：HCFC-141B控制料比为白料/黑料=1：环戊烷体系控制料比为白料/黑料=1：料温：控制原料温度222，应保持稳定，特殊情况下需要调整。机器反应时间：乳白时间8-10秒凝胶50-60秒，机器发泡凝胶时间受压力和料温影响较大，凝胶时间不在范围时应调整料温或机器压力。机器自由泡密度：24-25/m3，最低应大于23.5/m3（视手工自由泡情况和设备情况定）原则为机器自由泡密度比预混站手工自由泡密度低约0.5/m3（不同设备有所区别）。模温：模温控制在40左右，一般为35-40，视季节情况进行微调。开模时
16、间：6-8分钟，开模时间的影响因素：模温、环温、产品尺寸、产品结构等。环温：最佳发泡环境应控制在15-30，低于15发泡时泡沫熟化慢，温差导致收缩、脱壳等问题，高于30导致料温难于控制，反应时间偏快、发空等问题。2024/7/2417四、冰箱产品注料量和密度控制确保产品密度35-37/m3，最低密度大于34/m3，不同型号的冰箱密度会有所不同，保温层比较薄的冰箱由于流动时所受阻力较大，箱体密度会偏高。密度分布的控制：Dmax-Dmin2/m3夏天与冬天注料量和密度控制有所区别：冬天多注料10-15%，是因为冬天模温低、散热快导致泡沫表层结皮厚，用料量多。门体与箱体密度控制的差别门体一般要比箱体
17、的密度高1-2kg/m3。2024/7/2418五、尺寸稳定性试验泡沫塑料经过熟化后（一般24小时后）进行泡沫试样的选取。试样尺寸：长度为1001mm；宽度为1001mm；厚度为，去掉表皮，按国标规定的温度232，相对湿度为45-55%进行状态调节1小时后，进行高低温试验。低温条件-30，24h尺寸变化0.5%高温条件100，24h尺寸变化0.5%详见GB8811六、如何判断料比是否准确需要两个方面结合判定：1、校正高压机的料比；2、通过机器自由泡与手工自由泡之间的差距来判定：一般情况下，机器自由泡较手工自由泡密度低0.5-1Kg/m3，主要是因为机器自由泡反应获得了更多的热量、反应更加充分。
18、2024/7/2419一、冰箱空洞1. 1. 注入量太少注入量太少增加注入量增加注入量2.2.模具温度太低或太高模具温度太低或太高将模具温度调至工艺要求范围将模具温度调至工艺要求范围3.3.原料温度太低或太高原料温度太低或太高将原料温度调至工艺要求范围将原料温度调至工艺要求范围4.4.黑白料比例不对黑白料比例不对调整黑白料比例至工艺要求范围调整黑白料比例至工艺要求范围5.5.发泡剂含量太少发泡剂含量太少增加发泡剂含量增加发泡剂含量6.6.逃气不良逃气不良增加出气孔增加出气孔7.7.透气胶带不良透气胶带不良换成点状透气胶带换成点状透气胶带8.8.箱体设计不良箱体设计不良改善箱体结构设计改善箱体结
19、构设计9.9.原料流动性差原料流动性差改善原料流动性改善原料流动性第五部分冰箱常见问题及解决方案2024/7/2420冰箱空洞实例2024/7/2421二、泡沫表面气泡1 1、 逃气不良逃气不良增加出气孔增加出气孔2 2、原料温度太高或太低、原料温度太高或太低将原料温度调至工艺要求范围将原料温度调至工艺要求范围3 3、模具温度太高或太低、模具温度太高或太低将模具温度调至工艺要求范围将模具温度调至工艺要求范围4 4、黑料比例太高、黑料比例太高将黑白料比例调至工艺要求范围将黑白料比例调至工艺要求范围5 5、混和状态不好、混和状态不好改善原料混和效果改善原料混和效果2024/7/2422三、发泡漏料
20、1. 1. 模具温度不正确模具温度不正确将模具温度调至工艺要求范围将模具温度调至工艺要求范围2. 2. 原料温度太低原料温度太低将原料温度调至工艺要求范围将原料温度调至工艺要求范围3. 3. 箱体密封不好箱体密封不好加强箱体密封加强箱体密封4. 4. 注入量太高注入量太高降低注射量降低注射量5. 5. 原料混和不好原料混和不好改善原料混和效果改善原料混和效果6. 6. 黑白料比例不对黑白料比例不对将黑白料比例调至工艺要求范围将黑白料比例调至工艺要求范围7. 7. 发泡剂含量太高发泡剂含量太高降低发泡剂含量降低发泡剂含量8. 8. 原料初始粘度太低原料初始粘度太低增加原料初始粘度增加原料初始粘度
21、9. 9. 原料反应性太慢原料反应性太慢提高原料反应性提高原料反应性2024/7/2423四、泡沫收缩1.1.黑白料比例不对黑白料比例不对将黑白料比例调至工艺要求范围将黑白料比例调至工艺要求范围2.2.发泡料充填量不够发泡料充填量不够增加发泡料充填量增加发泡料充填量3.3.原料混和效果不良原料混和效果不良改善原料混和效果改善原料混和效果4.4.脱模时间太短脱模时间太短延长脱模时间延长脱模时间5.5.发泡剂含量太高发泡剂含量太高降低发泡剂含量降低发泡剂含量2024/7/2424五、脱模膨胀1. 1. 发泡料注入量太多发泡料注入量太多降低发泡注入量降低发泡注入量2. 2. 脱模时间太短脱模时间太短
22、延长脱模时间延长脱模时间3. 3. 模具温度太低模具温度太低将模具温度调至工艺要求范围将模具温度调至工艺要求范围4. 4. 原料反应性太慢原料反应性太慢提高原料反应性提高原料反应性5. 5. 模具不良模具不良改善不良模具改善不良模具6. 6. 原料系统不良原料系统不良改善原料系统改善原料系统2024/7/2425六、脱壳1. 1. 模具温度太低模具温度太低1. 1. 将模具温度调至工艺要求范围将模具温度调至工艺要求范围2. 2. 脱模时间太短脱模时间太短2. 2. 延长脱模时间延长脱模时间3. 3. 内胆及侧板表面受污染内胆及侧板表面受污染3. 3. 清除内胆及侧板表面污染物清除内胆及侧板表面
23、污染物4. 4. 泡沫表面局部气泡泡沫表面局部气泡4. 4. 见表面气泡改善对策见表面气泡改善对策5. 5. 内胆材料接着性差内胆材料接着性差5. 5. 改善内胆材料改善内胆材料2024/7/2426七、泡沫开裂1. 1. 脱模时脱模时间太短间太短延长脱模时间延长脱模时间2. 2. 原料混原料混和效果不良和效果不良改善原料混和效果改善原料混和效果3. 3. 黑白料黑白料比例不对比例不对将黑白料比例调至将黑白料比例调至工艺要求范围工艺要求范围4. 4. 注入量注入量太多或密度太多或密度太高太高降低注射量或降低降低注射量或降低密度密度5. 5. 发泡层发泡层厚度太厚厚度太厚降低发泡层厚度或降低发泡
24、层厚度或延长脱模时间延长脱模时间6. 6. 发泡泡发泡泡沫太硬沫太硬改善发泡原料系统改善发泡原料系统2024/7/2427八、泡沫烧芯1. 1. 注入量太注入量太多多降低注入量降低注入量2. 2. 发泡层太发泡层太厚厚降低发泡层厚降低发泡层厚度度3. 3. 发泡剂纯发泡剂纯度不好度不好检查发泡剂纯检查发泡剂纯度度4. 4. 原料系统原料系统不良不良改善原料系统改善原料系统2024/7/2428第六部分储存与安全一、储存白料与异氰酸酯(黑料)的储存必须是在密封的容器内,隔绝空气、防止吸潮。组合聚醚与异氰酸酯料桶不应在阳光下暴晒，必须远离热源放置阴凉干燥处，料桶如果直立放置时，桶盖上不得积水！如果
25、整桶不能一次用完，就必须在每次使用后立即盖紧桶盖，防止水汽、杂质进入桶内。二、操作操作组合聚醚与异氰酸酯时必须戴防护镜、工作服及工作帽；操作异氰酸酯时应戴清洁的橡胶手套。工作环境必须通风良好、清洁卫生。在环境温度较高时，因组合聚醚中发泡剂会部分汽化而产生压力，所以应先开启排气盖排出气体泄压后，再启开桶盖。三、安全当皮肤接触到组合聚醚时，应用水进行冲洗。操作异氰酸酯时应注意，因为它有一定的刺激性，不要吸入其蒸汽，切勿溅到皮肤及眼睛上。如果溅到皮肤及眼睛时，必须立即用医用棉花先将其擦去，然后用大量水冲洗15分钟，再用肥皂或酒精冲洗，如果仍较严重，应到医院诊治。发生大面积异氰酸酯洒地时，应用砂土、木
26、屑进行覆盖处理后，再用大量水冲洗地面。当衣服污染上异氰酸酯时，必须用含乙醇50%、水45%、浓氨液5%配制而成的溶液进行处理后，再用肥皂洗净。2024/7/2429关于目前惠康公司工艺的几点建议一、工艺条件的改善1、高压发泡机的维护和保养，压力和料温的控制，压力系统需要稳定，料温需要处于可控状态。压力和料温控制不好，会对泡沫质量产生很大的影响，从而影响冰箱的质量。2、模具温度的控制范围35-45最佳的温度为37-38，需要严格控制，否则会带来用料量大、密度分布不均匀等问题，继而影响产品质量。二、组合聚醚应用1、建议应用1：低料比组合聚醚。2、环戊烷料比建议控制1：三、泡沫的检测1、密度分布和密度测试：所需仪器，精度的电子天平，（上海精密科学仪器）便于泡沫密度的准确检测，从而衡量密度分布等2、尺寸稳定性的检测：精确控温冰箱、数显卡尺
