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改善冷熟化高回弹模塑泡沫制品的方法棉服婚纱手套指纹锁衣帽架洗面盆Frc

发布时间:2023-12-19 03:39:20 阅读: 来源:吊带厂家

改善冷熟化高回弹模塑泡沫制品的方法

(上海晔兴实业有限公司 200436)摘要:介绍ALLCHEM公司新型聚氨酯助剂对汽车座椅,头枕等冷熟化高回弹模塑泡沫制品(High resiliencycold-moulded foam)的工艺及其性能的改善与最近技术进展。关键词: 冷熟化高回弹 聚氨酯助剂1.前言聚氨酯冷熟化模塑泡沫制品主要用于生产汽车座椅、头枕,相对于热模塑制品,具有加工工艺简单,模温适中(℃),消耗能量低;且物理性能优异,脱模时间短,生产效率高等优点。但随着经济的高速发展,特别是近些年我国汽车产销量连续4年世界第一,2012年更是超过了1900万辆。与之配套的汽车内饰企业竞争愈发激烈,土地租金、人力资源、原材料、运输的成本均不断的上升,却很难在产品售价上消化增加的成本。面对现实的种种困难,企业只有通过改变来获得继续生存和盈利的空间。快速脱模、高物性的系统料的改进,可大幅降低人工成本,并可在保证制品的物性前提下,合理的降低产品的密度,从而产生新的盈利点。 2.介绍很多年来,冷熟化高回弹制品大多采用TM20(TDI/PAPI=80:20),TM50(TDI/PAPI=50:50) 等富含TDI的混合异氰酸酯进行生产,优势在于:富含TDI的NCO含量高,低的P/I比可以减少黑料的用量,成本较低;富含TDI生产出的泡沫,弹性好、撕裂强度高、系统料流动性佳,制品密度相对较低。缺点有,纯TDI目前属于剧毒品,受公安部管制; TDI对现场操作人员健康有一定影响;富含TDI的系统料熟化慢,影响生产效率;富含TDI生产的泡沫偏软。 因这几年TDI价格较低,从成本上考虑,富含TDI的异氰酸酯是具有很高性价比的,而从操作人员健康角度出发,需减少TDI的用量。TM50体系是比较适中的比例:物性、成本适中,采购较为方便。但仍需解决熟化慢导致的效率慢,高物性的泡沫无法满足,密度稍偏大的问题。 一般而言,熟化慢可以通过增加发泡型催化剂A1和凝胶型催化剂A33来解决,但增加A33用量,会导致泡沫凝胶速度过快,容易产生来不及合模或制品流不满、缺角、空洞等不良现象,且易导致制品的收缩,胀气,影响泡沫的性能。 泡沫的物理性能一般由主机厂设定,近些年主机厂也在不断提升物性,最常见的物性如撕裂强度不得低于2.0 N/cm,高要求的要大于2..5 N/cm;拉伸强度不得低于90Kpa,高要求的要大于Kpa。压缩变定由小于10%提高到小于5%。在异氰酸酯相对固定的条件下,则需要从组合聚醚组分里进行研究,选择合适的聚醚、聚合物多元醇和交联剂、硅油、催化剂等。密度一般也有主机厂进行设定,但一般主机厂会给出一定的范围,比如座椅宇航服有些主机厂要求是45 5Kg/m3,如能在密度区间能够达到主机厂的性能要求,这样也可降低成本。一般降低密度通过增加水来实现。水是化学发泡剂,通过与异氰酸酯反应生成CO2产生气体,从而降低制品密度。但水份一旦过多,会因体系内的水-异氰酸酯反应(吹发反应)大于多元醇-异氰酸酯反应(凝胶反应),导致脱皮,中心空洞,甚至塌泡现象。因此,在选择一个较为固定的异氰酸酯体系下,另一个主要的原材料为聚醚、聚合物多元醇,固定一个聚醚体系有利于成本的控制。考虑到目前主机厂的基本的性能要求和成本因素,聚醚多元醇可选择4800分子量至6000分子量,聚合物多元醇可选择3628(28%固含量),H45(43%固含量)等普通常用类型,国内生产厂家如上海高桥,天津三石化,金浦锦湖,钟山石化,山东东大等。设定这类标准聚醚产品,易于采购,价格透明,供应链顺畅,整个成本较易控制。在选择固定的异氰酸酯和聚醚体系(330N与POP比例)下,需要改进物性和工艺性能,主要是依靠新型的助剂来实现。本文主要集中讨论助剂对整个泡沫性能和工艺条件的影响,因助剂占整个系统料的比例较低,通过助剂的应用,以最小的成本,赋予泡沫新的生命力。3.实验3.1 主要原料与设备异氰酸酯类:甲苯二异氰酸酯 Lupranate TDI巴斯夫公司产品多苯基多亚甲基多异氰酸酯 Suprasec 5005 亨斯迈公司产品聚醚类:聚醚多元醇 EP-330N 山东东大公司产品聚合物多元醇 POP-93/28山东东大公司产品硅油类:TEGOSTAB B 8738 LF2 赢创德固赛公司产品催化剂类:ALLCH高温电线EM为上海晔兴实业有限公司产品ALLCHEM A-1 70%双(2-甲氨基乙基醚) BDMAEE +30% 一缩二丙二醇 DPG ALLCHEM A-3333%三乙烯二胺 TEDA +67% 一缩二丙二醇 DPG ALLCHEM DY-7新型复合胺催化剂ALLCHEM DY-9新型复合胺催化剂3.2 配方与工艺3.2.1预先配制异氰酸酯B组分,如下表1 表1 组分原料(重量分数) 配方 Lupranate TDI 50 Suprasec 5005 50

3.2.2 实验设备手工搅拌器,转速2000转/min;通循环水铝制模具,尺寸400mm*400mm*100mm;超级恒温水浴,控制模温55℃; A,B组分料温度25℃测试;3.2.3 制作方法按A组分:B组分=100:55 (重量比)称重,异氰酸酯指数为100,快速搅拌后倒入模具,合模,待熟化后取模,表皮外观良好,无脱皮和不良现象,泡沫不收缩。3.2.4 物性测试标准 制品密度按照GB/T方法测定;压陷负荷按照GB/T方法测定;伸长率按照GB/T方法测定;撕裂强度按照GB/T方法测定;压缩永久变形按照GB/T 方法测定3.2.5发泡数据如下表2 表2 组分原料(重量分数) 配方1 配方2 配方3 配方4 EP-330N 50 50 50 50 POP-93/28 50 50 50 50 水 4 4 4 4 ALLCHEM A-1 0.除垢设备15 0.1 --- --- ALLCHEM A-33 0.4 0.55 --- --- ALLCHEM DY-7 --- --- 0.2 0.4 ALLCHEM DY-9 --- --- 0.6 0.4 TEGOSTAB B 8738 LF2 0.6 0.6 0.6 0.6 二乙醇胺 1.5 1.5 1.5 1.5 TM50(指数100) 58.7 58.7 58.7 58.7 发泡工艺 乳白时间 s s s s 拉丝时间 52s 50s 71s 68s 脱模时间(模温55℃) 6分30秒 6分30秒 3分30秒 3分 制品密度Kg/m3 40 40 40 40 泡沫性能 压陷负荷25% N 114 121 116 118 压陷负荷65% N 326 349 322 330 伸长率% 92 95 101 105 撕裂强度 N/cm 1.8 1.85 2.02 2.11 压缩永久变形% 疲劳前 6.37 6.32 6.35 6.29 1压缩永久变形% 疲劳后 10.51 10.28 8.76 8.19

1 压缩70%,70℃、22h4.结果与讨论4.1对发泡设备的改善从表2可知,配方3和4使用ALLCHEM DY-7和DY-9新型复配型催化剂,乳白时间和拉丝时间大幅降低,更利于制作大型座椅,如轿车后排座椅,面包车三人座,以及卡车后排卧铺,单个泡沫重量超过3Kg。目前国内部分生产厂家使用低压机生产座椅,机器流量在g/秒,生产单座,靠背等制品较小的,单个泡沫在1.5Kg以下的,注射时间可在秒内操作完成(接近泡沫的乳白时间)。但泡沫重量大于2Kg的单一泡沫,低压机将无法实现,使用ALLCHEM DY-7和DY-9新型复配型催化剂,可延长秒的注射时间,适合做3Kg以下的大型泡沫。超过3Kg以上的泡沫制品,应选择大流量的低压或高压机,流量大于300g/秒为宜。4.2对生产效率的改善相比于传统胺催化剂A-1和A33,新型复配型催化剂ALLCH清洗油缸活塞EM DY-7和DY-9可大幅改善熟化时间,脱模时间由6分半加快至3分钟至3分半。配方4为推荐配方,脱模速度最快,表皮熟化好,特别适合圆形流水线,目前在使用ALLCHEM DY-7和DY-9的客户,最快的圈速为2分40秒,人力成本、生产成本大幅度降低。4.3 对泡沫性能的改善随着泡沫密度的降低,泡沫的物理性能也随之降低。由表2可以看出,泡沫制品密度在40Kg/m3时,配方1和2数据,撕裂强度和伸长率,压缩永久变形均不理想;使用ALLCHEM DY-7和DY-9,则可以达到大多数主机厂的性能要求。目前主机厂特别强调压缩永久变形,疲劳后的压缩永久变形特别要求泡沫的物性性能要强,在使用ALLCHEM DY吊顶材料-7和DY-9较容易达到标准。有些高要求的泡沫,如要求撕裂强度 2.(7)实行产业创新发展服务机构培养工程3N/cm,延长大家可以去参观下率 120%,则还需要提高泡沫的密度才能实现。4.4对发泡配方的改善 由于TDI和MDI的价格经常变化,根据价格变化适当调整异氰酸酯互混的比例有利于成本的降低。使用ALLCHEM DY-7和DY-9新型复配型催化剂,B料可由TM20(TDI80%+MDI20%)至TM60(TDI40%+MDI60%)区间变化,而A料无需大幅改动,仅需要改变聚醚多元醇和聚合物多元醇的比例,以保证产品的硬度。但物性性能则需要根据具体的实例进行比例,与表2参数无关。5.技术进展5.1 低模温催化剂近期国家推进节能减排,生产企业用电成本较大,有些客户为降低用电成本,避开高峰时间,选择在晚上,夜间进行生产。生产过程中若能降低模温,不影响到生产效率,可大幅度降低热能的损耗,从而降低生产成本。ALLCHEM公司新推出的ALLCHEM DT-301可降低生产所需的模温,与普通催化剂相比,可降低约度模温。全改性MDI体系,模温可降低至℃,TM50体系,模温可降低至℃。TM20体系可降低至℃。5.2 高物理性能泡沫的改进 主机厂逐渐提高泡沫的性能,特别是撕裂强度和拉伸强度,延长率指标。因生产企业,特别是部分外资工厂,黑料组分较为固定,有些采用改性MDI体系,而主机厂要求泡沫的撕裂强度和拉伸强度需达到TDI泡沫的物性,如撕裂强度大于.3N/cm,拉伸强度大于Kpa。ALLCHEM公司的DL-6501可以显著提高撕裂强度和拉伸强度,适合于全MDI体系和TM体系。5.3 低VOC,低气味泡沫的改进 近些年各主机厂都在改善车内的VOC浓度和气味,与之相关的聚氨酯泡沫产品如汽车座椅、头枕、方向盘、仪表板、顶棚、地毯、前围等制品,使用环保胺类催化剂和低雾化硅油是较为通常的做法,但会造成泡沫物性的大幅降低。ALLCHEM公司的ECO-CAT 7331催化剂,与市面上的环保胺类催化剂不同,它可以保持泡沫的物理性能,与ALLCHEM S-3600低雾化硅油配合,可大幅度改善VOC浓度和气味,符合主机厂的相关标准。以下为相关客户通过的相关标准。 主机厂 VOC标准 气味标准 上海通用 GMW 15634,GWM 15635 GMW 3205 上海大众 不锈钢桶法+ VDA 278 PV3900 东风雪铁龙 D40 , D40 D10 5517-E 长安福特 WSS-M99P2222-C1 戴姆勒-奔驰 VDA-278:2011 长城汽车 Q/CC SY 长安汽车 SJ-NW-

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