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            汽車座椅用PU發泡軟墊的制造工藝
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            座椅用PU發泡軟墊一般采用發泡機模塑成型工藝。

            發泡機可分為低壓發泡機和高壓發泡機。低壓發泡機是把A組分(異氰酸酯)和B組分(多元醇+發泡劑+催化劑+其他輔助材料)經計量泵輸送到澆注頭的攪拌室中,經攪拌后注入發泡模內成型。其缺點是每次澆注后攪拌室要用溶劑將殘余物洗凈,浪費溶劑,污染環境,但設備投資低。高壓發泡機是A、B兩組分經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發泡成型。其優點是混料均勻,不需要用溶劑清洗,但設備投資較高。

            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℃的熱風爐提供熱能,在模內進行聚合、發泡、硬化等工序,完成一隔周期(包括脫模時間)約10~15min。

            這種工藝需要把模具反復加熱和冷卻,工業上多采用金屬模具,鋁合金模尤其適宜。同時需采用大型烘道,因此好能大。而且金屬模具具有優良的導熱性能,不易變形和清洗方便。

            由于PU對于大多數材料具有較強的粘結性,為了便于制品脫模,通常使用高熔點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。通常在發泡結束之后,模具必須在1min內迅速加熱,以補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展。此法節約能量,生產效率提高,且可以采用廉價的非金屬模具,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,主要有設備、工藝過程的控制和加工人員的操作經驗。泡沫塑料在加工過程中特別是在發泡膨脹過程中,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長型。這樣泡壁沿膨脹方向拉長,致使泡沫塑料出現各向異性。結果沿拉力方向的力學性能增大(縱向強度增大),而垂直于取向方向的強度降低。對聚氨酯泡沫塑料所做的實驗表明,泡孔的拉伸度越大,則相應的壓縮應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度的重要因素之一。用光譜顯微鏡對兩種泡孔大小不同的泡沫塑料樣品所做的壓縮實驗表明,大泡孔(0.5~1.5mm)泡沫塑料樣品被壓縮10%時,外層泡孔肋架開始彎曲,當被壓縮到25%時,外層泡孔崩塌,內層泡孔開始彎曲,泡沫體中心的泡孔開始變形。對于小泡孔(0.025~0.075mm)泡沫塑料樣品,當被壓縮時泡孔呈等量壓縮,即泡沫體的內外泡孔可均勻地吸收外加壓縮能量,一般認為小泡孔泡沫塑料壓縮性能好于大泡孔泡沫塑料。

            三、泡孔結構

            同一種泡沫其開孔和閉孔所表現的性能是不一樣的。實驗結果表明,隨開孔率提高其壓縮強度明顯下降。壓縮強度是衡量泡沫塑料主要性能的指標之一,要生產高壓縮度的泡沫塑料,應提高閉孔率,反之則應提高開孔率。另外,泡孔的大小還會影響其吸水率,即泡孔直徑越大,吸水率不久越大。

            四、發泡倍率

            泡沫塑料的性能還取決于樹脂性能、發泡劑用量、泡沫體密度等因素,這些因素又與成型條件又直接關系。隨著發泡倍率的增大,泡沫體的拉伸強度、彎曲強度、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問題主要有:MDI、TDI和添加劑混合料的存放穩定性、產品的耐濕熱老化性、由于發泡工藝不穩定而形成的產品空泡、開裂等缺陷。

            聚氨酯泡沫和制品的發展需求主要有:輕量化、多硬度、低氣味、低霧度、耐老化、存放穩定性、環保方面,如發泡劑的替代問題。


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