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1、发泡工厂培训课程介绍聚氨酯发泡工艺基础原理发泡产品外协件和模具匹配发泡产品的加工经验分享2 2发泡基础原理发泡基础原理发泡产品外协件和模具的匹配发泡产品外协件和模具的匹配发泡工艺加工对设计的要求发泡工艺加工对设计的要求3 3发泡工厂培训课程聚氨酯定义聚氨酯定义聚氨酯泡沫形成聚氨酯泡沫形成聚氨酯原材料聚氨酯原材料聚氨酯化学聚氨酯化学聚氨酯聚醚组合料聚氨酯聚醚组合料工艺流程工艺流程工艺控制工艺控制泡沫性能泡沫性能影响发泡外观的因素影响发泡外观的因素5 5v主链上含有-NHCO- 基团聚合物通称为聚氨酯甲酸酯简称为聚氨酯。v根据原料不同和配方的变化，可以分为软质，半硬质和硬质泡沫；软质: 座椅，头枕
2、，地毯；半硬质：扶手，方向盘；硬质：方向盘芯。v根据多元醇品种分类，可以分为聚酯型，聚醚型；v根据ISO不同分类：TDI, TDI&MDI, MDI。6 6v根据发泡方法分类，可以分为块泡，模塑和喷涂聚氨酯泡沫； 块泡：复合泡沫。模塑：座椅，扶手，头枕。喷涂：方向盘，仪表盘。另外: 仿木装饰板也用聚氨酯制作。7 7反应方程式Foam Short Movies Show8 8v混合：ISO与Polyol system混合ISO mixes with Polyol systemv乳白：混合后泡沫并不是马上起发，而是经过一定时间的流动后，泡沫才开始变白并开始迅速起发。混合结束到起发之间的时间就是乳白
3、时间。乳白时间越长则泡沫的流动性越好。（乳白时间长有利于原料在复杂模具中分布)9 9v上升：涉及到泡沫填充能力和熟化速度v拉丝：涉及泡沫的凝胶程度v回缩：考量开孔和稳定性的重要指标1010 聚氨酯原材料主要有ISO部分（又称黑料或B料）和聚醚组合料部分（又称白料或A料）组成。vComponent1（ISO部分）：Pure TDI，TDI&MDI和Pure MDI。vComponent2（聚醚组合料部分）：聚醚:聚醚多元醇和聚合物多元醇。1111助剂：发泡剂：水交联剂：如DEOA,TEOA等催化剂：发泡催化剂和交联催化剂及平衡催化剂泡沫稳定剂：硅油开孔剂:本身是一种聚醚其他助剂：如抗氧剂，阻燃剂
4、等1212vPure TDI: 目前北美几乎全部使用目前北美几乎全部使用TDITDI系统。系统。 主要特点：制作的产品密度比较低；但是同时性能，主要特点：制作的产品密度比较低；但是同时性能，特别是耐老化性能也比较低。特别是耐老化性能也比较低。vWhole MDI: 这里的这里的MDIMDI指的是改性的指的是改性的MDIMDI或称或称MMDI,MMDI,主要成分：主要成分：(Prepolymer MDI+(4,4MDI,2,4 (Prepolymer MDI+(4,4MDI,2,4 MDI)Isomers/Oligomers)MDI)Isomers/Oligomers)。1313v主要特点是主要
5、特点是: : 1. 1.活性比较高，反应速度快；活性比较高，反应速度快； 2.2.对模具温度的依赖程度低，可以低模温生对模具温度的依赖程度低，可以低模温生产；产； 3.3.后熟化快；后熟化快； 4.4.物理性能，特别是耐老化性能非常优良；物理性能，特别是耐老化性能非常优良； 5.5.撕裂强度较差；撕裂强度较差； 6.6.价格比较贵价格比较贵; ; 7. 7.制作的产品密度比较高，成本较高；制作的产品密度比较高，成本较高； 1414vMDI&TDIMDI&TDI：为了降低为了降低Whole MDIWhole MDI的密度，加入部分的密度，加入部分的的TDITDI以降低产品的密度从而降低产品的成本
6、。依以降低产品的密度从而降低产品的成本。依据产品的性能加入的据产品的性能加入的TDITDI各不相同。各不相同。vTDI&MDITDI&MDI：有有TDI+Crude MDITDI+Crude MDI组合而成；加入的组合而成；加入的Crude MDICrude MDI比例不同，有比例不同，有TM70/30,TM80/20TM70/30,TM80/20等不同等不同配比。配比。 YFJC:TM80/20YFJC:TM80/20=VT06 (TDI 80%+Crude MDI 20%)=VT06 (TDI 80%+Crude MDI 20%)1515v聚醚多元醇聚醚多元醇-Base polyol -B
7、ase polyol 官能度：官能度：官能度越高则物理性能，特别是弹性和官能度越高则物理性能，特别是弹性和耐老化性能越好；耐老化性能越好； 伯羟基含量：伯羟基含量：伯羟基含量越高则聚醚多元醇的反伯羟基含量越高则聚醚多元醇的反应活性越高；应活性越高； 分子量：分子量：分子量高则性能就越好；分子量高则性能就越好；1616v聚合物多元醇聚合物多元醇-Polymer polyol -Polymer polyol 固含量：固含量：固含量越高则泡沫产品硬度越高；固含量越高则泡沫产品硬度越高； 粘度：粘度： 与固含量相关，固含量越高则粘度越高；与固含量相关，固含量越高则粘度越高；粘度越低则原料的流动性越好，
8、加工性能就越好；粘度越低则原料的流动性越好，加工性能就越好；v比例：比例：产品硬度，物理性能和开孔性的重要控制点；产品硬度，物理性能和开孔性的重要控制点；1717v聚醚多元醇和聚合物多元醇的未来发展趋势：聚醚多元醇和聚合物多元醇的未来发展趋势： 1.1.高官能度和分子量提高的聚醚多元醇；高官能度和分子量提高的聚醚多元醇； 2.2.高固含量和低粘度的聚合物多元醇；高固含量和低粘度的聚合物多元醇； 3.3.低挥发性；低挥发性； 4.VT4.VT和和EAEA聚醚聚醚 5.5.特种聚醚特种聚醚（加入特种聚醚的应用说明）（加入特种聚醚的应用说明）18181.薄泡沫设计。增加车部空间,同时不降低产品的舒适
9、型。2.减震泡沫，提高产品的舒适度。3.环保型泡沫，提高产品的环保性能。1919根据A料与B料反应时的当量关系，可以计算出100克A料需要多少克B料。发泡指数INDEX：ISO实际用量/ISO理论用量*100，INDEX范围一般为85110之间，INDEX较高时，产品比较硬。对于座椅泡沫而言（TDI系统及TDI&MDI系统）来说，其对应关系为：（硬度和调节FACTOR的图表）2020A A料料B B料（软泡）料（软泡）B B料（硬泡）料（硬泡）P1P1：10010030-5030-50根据实际羟值和水份计算，通常要根据实际羟值和水份计算，通常要远高于软泡远高于软泡2121v工艺流程图2222v
10、原料检验羟值，含水量，固含量，NCO含量等原材料性能；v配料按配方配制聚醚组合料；v浇注按一定的轨迹，一定的流量，一定的浇注时间向模具中进行投料并控制原料的温度，模具的温度以及浇注时的压力。2323v成型两种原料在一定的温度下反应，成型时间约为3.5-5分钟v脱模与脱模剂有极大的关系v开孔（预先开孔）泡沫出模后，需要进行开孔，使泡孔破裂，否则泡沫容易收缩2424v后熟化泡沫出模后，还没有反应完全，需要挂在悬挂链上进行后处理，该过程需要6小时；目前国外的后熟化时间不断在降低。（后熟化时间的矛盾）25252626原料温度POLYOL和ISO的粘度，密度，反应活性会跟着温度变化，控制温度对发泡工艺的
11、稳定和再现非常必要。精确计量确保配方比例有效混合对泡沫的外观和产品性能有影响2727熟化条件模具中成型（5570度）和后熟化。不受污染很多产品缺陷与原料体系受污染有关系，如原料中有灰尘，润滑油，机油，DOP。发泡指数主要影响产品的硬度，目前一般在85110之间，过高产品易烂，过低产品性能差。2828发泡密度密度太高会增加成本，太低会产品外观会出现缺陷和物理性能无法达到要求。浇注轨迹主要影响产品的外观，对有些产品的硬度会有影响。（开发周期的介绍）2929大众泡沫性能测试标准- TL526533030通用泡沫性能测试标准- GM6293发泡的发泡的ABCD级的车型要求级的车型要求3131骨架定位及
12、及常见缺陷加强块定位及常见缺陷毡布定位及常见缺陷钢丝定位及常见缺陷（包纸钢丝的介绍）卡扣定位及常见缺陷粘扣带及常见缺陷3232磁铁定位优点：定位准确便于放置有利于检查骨架尺寸缺点：对骨架尺寸要求高吸力不够大，易脱落（、?)3333卡扣定位优点：夹紧力大对骨架尺寸要求相对宽松缺点：不易检查骨架缺陷放置困难易粘料3434与模具匹配度不好产品被带到上模骨架处泡沫烂/产品逃气骨架外露分体式骨架安装不对称3535与模具匹配度不好解决措施：模具定位根据产品安装设计，并将模具定位提供给供应商，在骨架检具上标记磁铁位置。(加工的问题）骨架和上模的形状比复杂，骨架和上模的形状比复杂，经常出现骨架放置不上和骨经常
13、出现骨架放置不上和骨架在合模时脱离上模的现象。架在合模时脱离上模的现象。3636产品被带到上模解决措施：减少上模定位吸力上模形状与骨架开模干涉上模产品形状优化B5 GP RSBB5 GP RSB产品刚刚投产时经产品刚刚投产时经常被带到上模，导致产品上常被带到上模，导致产品上有压痕。有压痕。3737骨架处泡沫烂/产品逃气解决措施：增加骨架与模具壁的距离减少骨架与模具壁间的出气孔和AUTOVENT增加投料量骨架上的泡沫比较烂，有骨架上的泡沫比较烂，有时会出现逃气报废现象。时会出现逃气报废现象。3838骨架外露解决措施：增加骨架埋入深度增加骨架表面泡沫覆盖厚度避免骨架在合模时受力变形增加骨架上方出气
14、（避免焊接点）该处骨架进入模具时碰到下模，该处骨架进入模具时碰到下模，导致骨架外露，泡沫烂。导致骨架外露，泡沫烂。3939分体式骨架安装不对称解决措施：骨架定位定在安装部位减小骨架定位处的偏差最初左右骨架在模具上的定位不最初左右骨架在模具上的定位不能一致，生产出的产品安装时左能一致，生产出的产品安装时左右不对称。右不对称。4040定位钉定位优点：便于放置、形状多样化缺陷：易变形、粘料、定位不精确适用：定位要求不高和无法使用定位孔的情况下使用。4141定位孔定位优点：定位准确缺陷：放置困难，加强块与模具间有间隙适用：定位要求高的部位4242加强块定位处逃气/泡沫不饱满加强块定位偏移4343加强块
15、定位处逃气/泡沫不饱满解决措施：增加加强块与模具壁间的间隙减小加强块处的出气增加投料量。加强块处有出气孔和出气槽时，如果发泡不加强块处有出气孔和出气槽时，如果发泡不能充分填充，就会导致产品逃气。如果没有能充分填充，就会导致产品逃气。如果没有出气槽，加强块后面的泡沫会空。出气槽，加强块后面的泡沫会空。B5 GP RSBC307 RSB加强块上方泡沫加强块上方泡沫至少至少10mm4444加强块定位偏移解决措施：减小加强块定位孔与定位钉间的间隙增加加强块的定位防错4545定位孔定位优点：定位准确，不易粘料，放置简便缺陷：毡布与模具贴合不好，中间有空气4646粘扣带定位优点：放置方便，与模具贴合好缺陷
16、：定位不准确，易粘料、脱落（铁粉，钉书针等特殊型式进行定位）4747毡布处缺料/暗泡毡布处逃气毡布渗料（标准化不渗料毡布）（毡布对生产的具体要求）4848毡布处缺料/暗泡解决措施：增加毡布后的出气毡布形状挡住原料延伸X11C 30X11C 30，5050RSBRSB此处的泡此处的泡沫被毡布挡住，沫被毡布挡住，100100缺料。缺料。4949毡布处逃气解决措施：毡布后的出气孔太大毡布后的出气孔不能被料堵住避免毡布夹在分型面之间X11C 30X11C 30，5050RSBRSB毡布后面毡布后面的气孔不能被料堵住，引起逃的气孔不能被料堵住，引起逃气。气。5050卡扣断裂、卡扣处泡沫撕裂解决措施：定位
17、过紧更改其他定位方式TOURAN FSBTOURAN FSB的中间卡扣采用的中间卡扣采用1 1定位时易撕裂，改成定位时易撕裂，改成2 2定位时定位时无撕裂。无撕裂。125151卡扣中有泡沫解决措施：减小卡扣与卡套间隙增加卡扣与卡套接触面的面积TOURAN PAD TOURAN PAD 和和3RD RSC/RSB3RD RSC/RSB卡卡扣中易进入泡沫，影响包装。扣中易进入泡沫，影响包装。5252粘扣带中有泡沫解决措施：增加磁铁定位增加粘扣带定位槽的槽深度粘扣带的不同型式(考虑成本和操作性）X11CX11C产品的粘扣带经常产品的粘扣带经常有泡沫进入，影响包装有泡沫进入，影响包装效率。增加磁铁吸力
18、，效率。增加磁铁吸力，更改定位槽后效果明显。更改定位槽后效果明显。C307 FSB VPC307 FSB VP产品塑料粘产品塑料粘扣带需要进入泡沫，必扣带需要进入泡沫，必须在定位槽内须在定位槽内10mm10mm处增处增加隔料槽，才能减少渗加隔料槽，才能减少渗料。料。5353q产品厚度q双硬度产品隔料q凹块q测试区域形状q产品中间骨架连接5454考虑到强度和泡沫在模具中的流动性，缝线槽下的泡沫厚度至少需要20mm。如果泡沫厚度低于8mm,产品容易出现串料和呕气，撕裂率很大。X11C SED UP 50%/30%RSB和和HB UP 30/50RSB的产品厚度的产品厚度8mm，撕裂率，撕裂率70。
19、筋板处泡沫厚度小于筋板处泡沫厚度小于10mm时，时，出现产品串料，接近于出现产品串料，接近于0厚度厚度时，毡布渗料。时，毡布渗料。5555靠背的背部及模芯背面泡沫厚度至少需要20mm,如果长度超过100mm,需要防撕裂的槽。泡沫薄，产品B面容易出现较多暗泡。长度超过100mm，产品很难脱模，容易撕裂。该区域泡沫厚度只有该区域泡沫厚度只有6mm, 6mm, 在在此处再加一个固定条，更容易此处再加一个固定条，更容易造成该处泡沫空和容易撕裂。造成该处泡沫空和容易撕裂。（间隔性局部加厚）（间隔性局部加厚）该区域泡沫厚度只有该区域泡沫厚度只有5-6mm, 5-6mm, 产产品容易逃气以及撕裂。品容易逃气
20、以及撕裂。( (泡沫难泡沫难以流动并充足地填充该区域）以流动并充足地填充该区域）5656A A区区域虽然泡沫厚度达到域虽然泡沫厚度达到20mm, 20mm, 但由于泡沫的宽度在但由于泡沫的宽度在185 mm185 mm左右，整个区域呈宽左右，整个区域呈宽大的扁平形状，极容易产生大的扁平形状，极容易产生暗泡。但由于该区域面套复暗泡。但由于该区域面套复合层的取消，导致不能增加合层的取消，导致不能增加Autovent,Autovent,否则有硬块产生，否则有硬块产生，给整个工艺生产带来非常大给整个工艺生产带来非常大的困难。的困难。185ABCDE5757TOURAN FSB/2ND RSB L/R等
21、产品开始欧洲JCI泡沫设计开始注意泡沫背面的厚度。产品暗泡概率远小于产品暗泡概率远小于POLOFSBPOLOFSB。5858 产品名称产品名称A: A: 区域厚度区域厚度(mm)(mm)B: B: 区域宽度区域宽度(mm)(mm)C: C: 区域厚区域厚度度(mm)(mm)D: D: 区域厚度区域厚度(mm)(mm)E: E: 区域宽区域宽度度(mm)(mm)B5 FSBB5 FSB15151001005-65-65-65-6NANAPOLO FSBPOLO FSB202018518511114 4160160TOURAN FSB TOURAN FSB ComfortComfort303020
22、020010min.10min.30max.30max.NANANANATOURAN 2TOURAN 2ndnd RSB- RSB-C ComfortC Comfort23238585202015159090TOURAN 2TOURAN 2ndnd RSB RSB L/R ComfortL/R Comfort30301401402323111110010059 区域区域A: A: 该区域厚度该区域厚度(mm)(mm)B: B: 该区域宽该区域宽度度(mm)(mm)C:C:该区域厚该区域厚度度(mm)(mm)D: D: 该区域厚该区域厚度度(mm)(mm)E: E: 该区域宽该区域宽度度(mm)
23、(mm)建议数值建议数值Min 20Min 20Max 100Max 100Min.8Min.8Min.8Min.8Max 100Max 100根据以往生产经验，我们建议：根据以往生产经验，我们建议：60隔料槽的高度必须至少是薄部分的一半高度，最隔料槽的高度必须至少是薄部分的一半高度，最高为高为25mm25mm。如果泡沫产品的自然结构没有有效的两种泡沫料如果泡沫产品的自然结构没有有效的两种泡沫料的分割装置，必须要加隔离槽。的分割装置，必须要加隔离槽。61硬料硬料硬料硬料软料软料软料软料62由于头枕区域由于头枕区域要求硬度与其要求硬度与其他区域不同，他区域不同，但又没有隔离但又没有隔离首都，以上
24、区首都，以上区域容易出现泡域容易出现泡沫烂的严重缺沫烂的严重缺陷，给产品质陷，给产品质量控制带来非量控制带来非常大的困难。常大的困难。63TOURAN FSB X11C 30/50%RSB双硬度产品，由于双硬度两种原料的流动，硬度无法调试合格，增加隔料槽后硬度易控制。隔料槽不影响产品包装外观。6464产品中间有凹块产品中间有凹块的产品，需要将的产品，需要将模具上的凸块分模具上的凸块分在上下模，并开在上下模，并开出气孔和出气槽。出气孔和出气槽。避免撕裂和中间避免撕裂和中间缺料。缺料。65由于阶梯的产生，由于阶梯的产生，此处必须加出气此处必须加出气装置，会有硬块装置，会有硬块产生，因此复合产生，因
25、此复合层不能取消。层不能取消。66产品在骨架连接处串料，呕气SGM18 RSB在试制时，产品在试制时，产品在骨架连接处严重串料，产在骨架连接处严重串料，产生大量报废。用橡胶封住骨生大量报废。用橡胶封住骨架连接处后问题解决。架连接处后问题解决。解决办法：解决办法：1.模具与骨架中间用橡胶模具与骨架中间用橡胶封住。封住。2.模具倾角调整。模具倾角调整。3.产品浇注轨迹调整产品浇注轨迹调整。目前目前H-CAR后靠也存在后靠也存在类似比较严重的问题。类似比较严重的问题。6767测试点位置的形状影响产品的硬度测试，同样尺寸合格的产品，硬度相差较多。投入原料量增加。我们建议测试点处的形状尽量平缓（145度
26、）。用同样的原料浇注用同样的原料浇注B5 FSB B5 FSB 和和B5 B5 GP FSB,GP FSB,但是但是B5 GP FSBB5 GP FSB产品的两产品的两翼硬度测试值远小于翼硬度测试值远小于B5 FSB. B5 FSB. 主主要原因是：测试点区域的尖角。要原因是：测试点区域的尖角。OCTAVIA BASIS FSCOCTAVIA BASIS FSC的硬度测试点的硬度测试点没有也存在同样的问题。没有也存在同样的问题。6868试制前：模具小组，面套设计小组，产品设计人员和发泡前期开发人员共同进行前期设计制造可行性审核，避免后续问题试制过程中：希望技术中心的设计人员能够到现场来了解制造过程和可能存在发生的问题。6969 素材和资料部分来自素材和资料部分来自网络，如有帮助请下载网络，如有帮助请下载!
