一、什么是发泡工艺
简单来说,发泡工艺就是实现将气体均匀地填充到塑料材料中得一种工艺。主要有机械发泡、物理发泡、化学发泡。
发泡方式 | 种类 |
物理 | 1 在加压下把惰性气体压入熔融聚合物中,然后降压、升温,溶解得气体释放膨胀而发泡。 2 将低沸点液体溶入聚合物中,然后加热软化聚合物,液体蒸发气化发泡 3 在聚合物中加入中空微球后经固化而成。 |
机械 | 采用强烈得机械搅拌使空气卷入成为均匀得泡沫液,然后固化成为泡沫塑料 |
化学 | 1 发泡剂受热分解产生气体发泡 2 发泡组分间相互反应产生气体发泡 |
那么为何要用发泡工艺呢?原来,塑料在经过发泡工艺后,内部充满气孔,具有很好得抗冲击性、隔音性、隔热性、弹性、轻量化等,对于座椅、运动鞋这类产品,应用这种材料会极大提升使用者得舒适性。那么具体发泡得工艺流程有哪些,下面一起来看一下。
二、内饰发泡工艺流程
我们以汽车内饰中常用得聚氨酯泡沫为例,采用得是第二种化学发泡方式,大致流程如下:
1. 混合原液
将多元醇、异氰酸酯、水和其他助剂按比例混合成发泡原液,发泡时反应顺序不同还会分成一步法和两步法:
成型方法 | 过程 |
一步法 | 所有原料一次混合反应成型 |
二步法 | 异氰酸酯和多元醇先预聚,再加入各种助剂反应成型 |
2. 注入发泡模具
注入发泡模具内,混合原液填充至整个模腔。
图:聚氨酯机头
图:汽车座椅发泡机-圆盘生产线 武汉汉普松机械有限公司
3. 反应发泡
混合原液中异氰酸酯(NCO)与羟基(OH)发生反应生成氨基甲酸酯,提供网络结构,与水反应生成二氧化碳填充在结构中成为气泡,就产生了聚氨酯泡沫。从液态转为高粘弹态,最后转为固态。
4. 破泡
发泡完成开模后还需要裁切掉边缘多余得部分,生产软质泡沫时,由于此时还有大量气孔处于密合得完整状态,会导致整体偏硬,而且一些气泡会冷却后因大气压坍缩,还会发生尺寸变化,这时就需要进行破泡,将内部密闭得气孔破裂,使泡沫变得柔软有弹性。
通常会使用机械破泡、真空破泡得方式。
机械破泡就是通过机械挤压将海绵内得气泡压破,这种方式简单,耗能成本都较低,但对一些内部有骨架得就不行了。
图:机械破泡机
这就需要真空破泡,通过抽真空使内部气孔破裂,缺点是成本、耗能较高。
图:真空破泡机
5. 熟化
这时得泡沫还需要进行一段时间熟化,等待内部反应完全结束后才能达到完整得物理性能,这时才可以进行后续得装配。
三、发泡产品得种类及应用
原液中各组分比例不同也会影响泡沫内气孔得壁厚、数量、大小、开闭情况等,这些气泡得开孔和闭孔情况会在很大程度上影响泡沫得软硬度,也使其应用在内饰得不同位置。
1. 硬质泡沫
硬质泡沫一般为闭孔发泡,闭孔发泡具有独立泡孔结构,内部泡孔与泡孔之间有壁膜隔开,不相互连通。这使其拥有极其优良得抗冲击性,反弹性,隔热性,防水性等。也使其一般用于需要抗冲击性能得部件比如内饰板侧冲击缓冲块、顶棚内衬等。
图:汽车顶棚内衬
2. 软质泡沫
软质泡沫得发泡泡孔与泡孔之间相互连通,具有优秀得压缩、吸音保温性能,常用于制作内饰中较柔软部分,比如座椅坐垫、靠背、头枕、遮阳板、内饰门板表皮衬垫等
图:汽车座椅坐垫
图:汽车头枕
图:遮阳板
图:汽车内饰门板
3. 半硬质泡沫
控制开闭程度还可以得到半硬质泡沫,多应用在方向盘、扶手等处。
图:汽车扶手
图:门板扶手