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1、2019/6/17,1,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,2019/6/17,2,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-NCO R-NH-COOR (2) NCO+ H2O RNHCOOH NH2 + CO2 ,2019/6/17,3
2、,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 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
3、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。,2019/6/17,4,、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、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
4、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。 冰箱行业不推荐15 以下发泡。,2019/6/17,5,第二部分 泡沫的物理性能 1、 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。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35kg/m3左右。自由发泡时,密度一般在2426kg/m3。 2、强度 硬质聚氨酯泡沫塑料的强度取 决于它的原料、配方、结构、 温度等因素。硬质泡沫塑料 受压会发生变形。一般以压缩 到样品原厚度的10%时的应力 D10,定义为压缩强度。 log(强
5、度)logABlog(密度),2019/6/17,6,3、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、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、H
6、CFC-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%。,2019/6/17,7,5、吸水率 常压下,硬质泡沫塑料吸水量并不太大。100mm 100mm 25mm 样品浸在约20水中1个月,吸水量(体积分数)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,
7、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。,2019/6/17,8,第三部分 产品分类介绍,2019/6/17,9,东大优势产品介绍,2019/6/17,10,黑料产品介绍(家电应用),2019/6/17,11,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),2019/6/17,12,二、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
8、要求也不同。八工位发泡可以进行4-6MIN快速脱模的组合聚醚应用,环线意义不大。,2019/6/17,13,二、冰箱工艺介绍,2019/6/17,14,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0.1g,按规定比例加入恒温到222的粗MDI(B组分)中,搅拌
9、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,测定乳白时间、纤维时间和不粘时间。,2019/6/17,15,1、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0.01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:25 0.5/m3。 备注:手工自
10、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秒,测定密度时取自由泡沫芯部密度达到上述要求。,2019/6/17,16,三、发泡线工艺控制: 料比:HCFC-141B控制料比为白料/黑料=1:1.10 环戊烷体系控制料比为白料/黑料=1:1.25 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
11、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。,2019/6/17,17,四、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:Dma
12、x-Dmin 2/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 门体一般要比箱体的密度高1-2 kg/m3。,2019/6/17,18,五、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250.5mm,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
13、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0.5-1 Kg/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。,2019/6/17,19,一、冰 箱 空 洞,第五部分 冰箱常见问题及解决方案,2019/6/17,20,冰箱空洞实例,2019/6/17,21,二、泡沫表面气泡,2019/6/17,22,三、发泡漏料,2019/6/17,23,四、泡沫收缩,2019/6/17,24,五、脱模膨胀,2019/6/17,25,六、脱壳,2019/6/17,26,七、 泡沫开裂,201
14、9/6/17,27,八、泡沫烧芯,2019/6/17,28,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
15、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。,2019/6/17,29,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1:1.05低料比组合聚醚。 2、环戊烷料比建议控制1:1.2 三、泡沫的检测 1、密度分布和密度测试:所需仪器,精度0.01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,
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