冰箱发泡 工 艺 资 料

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,DOW RESTRICTED - For internal use only,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,DOW RESTRICTED - For internal use only,*,2024/9/24,1,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,2024/9/24,2,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+ H,2,O ,RNHCOOH ,NH2 + CO,2,2024/9/24,3,二、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。,2024/9/24,4,、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。,2024/9/24,5,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,24,26kg/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(,强度,),logA,Blog(,密度,),2024/9/24,6,3,、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,、,HCFC-141b,、环戊烷等发泡剂发泡的硬泡，在,25,30,下，尺寸变化率一般都小于,1%,。,2024/9/24,7,5,、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，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。,2024/9/24,8,F11,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 劣势：不环保，已经淘汰,141b,优势,:,沸点,32 ,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，,属于过度替代产品,劣势：,141b,对聚氨酯树脂有一定的溶胀作用，压力泡密度应比,CFC-11,泡沫的密度高,10%,，才能保证泡沫的尺寸稳定性。不环保，,ODP,0.11, GWP=0.13,，约为,CFC-11,的,1/10,。对冰箱内衬材料,ABS,和,HIPS,有一定的溶胀作用，需改用改性的内衬材料,如改性,ABS,。导热系数略高,CP,优势：,“,一步到位,”,的最终替代品,劣势：,a,泡沫固化性,(,脱模时间,),和尺寸稳定性相比较要差的多。,b,环戊烷的导热系数与,CFC-11,与相比高，但能够满足欧洲的能耗要求。,c,环戊烷为易燃、易爆的危险物品,爆炸范围,1.4-8.7%(,体积比,),第三部分 产品分类介绍,2024/9/24,9,245fa,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,15.3,，尺寸稳定性好,全,H,2,O,产品,优势：环保，尺寸稳定性好，粘结性好,自由泡密度,30-35,Kg/m,3,低密低导产品,1,、密度更低,D,33Kg/m,3,2,、导热系数更低，比常规产品低,3-5%,快速脱模产品,1,、,4-6min,快速脱模,2,、提高工作效率,3,、导热系数更低，比常规低,3-5%,东大优势产品介绍,2024/9/24,10,德国拜耳,44V20 44v20l,德国巴斯夫,M20S M20SS,烟台万华,PM-200 PM-2010,美国亨斯曼,5005,黑料产品介绍（家电应用）,2024/9/24,11,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）,项 目,GB,性能指标,常规环戊烷实际要求,表观芯密度,kg/m,3,28-35,34,压缩强度,kPa,100,150,导热系数,W/m.k,0.022,0.021,吸水率,（,V/V,）,5 %,3 %,闭孔率,90,92,低温尺寸稳定性,（,-20,24h,）平均线性变化率,%,1,0.5,高温尺寸稳定性,（,100, 24h,）,%,1.5,0.5,2024/9/24,12,二、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。,2024/9/24,13,二、冰箱工艺介绍,2024/9/24,14,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,，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，测定乳白时间、纤维时间和不粘时间。,2024/9/24,15,1,、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,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/m,3,。,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,秒，测定密度时取自由泡沫芯部密度达到上述要求。,2024/9/24,16,三、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/m,3,，最低应大于,23.5/m,3,（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/m,3,（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。,2024/9/24,17,四、冰箱产品注料量和密度控制,确保产品密度,35-37/m,3,，最低密度大于,34 /m,3,，,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：,D,max,-D,min, 2/m,3,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/m,3,。,2024/9/24,18,五、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，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,0.5-1 Kg/m,3,，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。,2024/9/24,19,一、冰 箱 空 洞,1.,注入量太少,增加注入量,2.,模具温度太低或太高,将模具温度调至工艺要求范围,3.,原料温度太低或太高,将原料温度调至工艺要求范围,4.,黑白料比例不对,调整黑白料比例至工艺要求范围,5.,发泡剂含量太少,增加发泡剂含量,6.,逃气不良,增加出气孔,7.,透气胶带不良,换成点状透气胶带,8.,箱体设计不良,改善箱体结构设计,9.,原料流动性差,改善原料流动性,第五部分 冰箱常见问题及解决方案,2024/9/24,20,冰箱空洞实例,2024/9/24,21,二、泡沫表面气泡,1,、 逃气不良,增加出气孔,2,、原料温度太高或太低,将原料温度调至工艺要求范围,3,、模具温度太高或太低,将模具温度调至工艺要求范围,4,、黑料比例太高,将黑白料比例调至工艺要求范围,5,、混和状态不好,改善原料混和效果,2024/9/24,22,三、发泡漏料,1.,模具温度不正确,将模具温度调至工艺要求范围,2.,原料温度太低,将原料温度调至工艺要求范围,3.,箱体密封不好,加强箱体密封,4.,注入量太高,降低注射量,5.,原料混和不好,改善原料混和效果,6.,黑白料比例不对,将黑白料比例调至工艺要求范围,7.,发泡剂含量太高,降低发泡剂含量,8.,原料初始粘度太低,增加原料初始粘度,9.,原料反应性太慢,提高原料反应性,2024/9/24,23,四、泡沫收缩,1.,黑白料比例不对,将黑白料比例调至工艺要求范围,2.,发泡料充填量不够,增加发泡料充填量,3.,原料混和效果不良,改善原料混和效果,4.,脱模时间太短,延长脱模时间,5.,发泡剂含量太高,降低发泡剂含量,2024/9/24,24,五、脱模膨胀,1.,发泡料注入量太多,降低发泡注入量,2.,脱模时间太短,延长脱模时间,3.,模具温度太低,将模具温度调至工艺要求范围,4.,原料反应性太慢,提高原料反应性,5.,模具不良,改善不良模具,6.,原料系统不良,改善原料系统,2024/9/24,25,六、脱壳,1.,模具温度太低,1.,将模具温度调至工艺要求范围,2.,脱模时间太短,2.,延长脱模时间,3.,内胆及侧板表面受污染,3.,清除内胆及侧板表面污染物,4.,泡沫表面局部气泡,4.,见表面气泡改善对策,5.,内胆材料接着性差,5.,改善内胆材料,2024/9/24,26,七、 泡沫开裂,1.,脱模时间太短,延长脱模时间,2.,原料混和效果不良,改善原料混和效果,3.,黑白料比例不对,将黑白料比例调至工艺要求范围,4.,注入量太多或密度太高,降低注射量或降低密度,5.,发泡层厚度太厚,降低发泡层厚度或延长脱模时间,6.,发泡泡沫太硬,改善发泡原料系统,2024/9/24,27,八、泡沫烧芯,1.,注入量太多,降低注入量,2.,发泡层太厚,降低发泡层厚度,3.,发泡剂纯度不好,检查发泡剂纯度,4.,原料系统不良,改善原料系统,2024/9/24,28,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。,2024/9/24,29,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,：,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,