POL-发泡培训教材-万华-2013详解

冰箱用聚氨酯材料知识万华容威被广东省科学技术委员会认定为“高新技术企业”容威合成材料有限公司成立，国内较早从事聚醚研发和生产的企业之一烟台万华收购顺德容威（控股51%）,成立广东万华容威烟台万华增资万华容威（控股比例80%）获批成为“国家级高新技术企业”获批“佛山市聚氨酯聚醚多元醇工程技术研究开发中心”成立宁波万华容威聚氨酯有限公司，迈入生产、研发新容威时代2011201020092008200719991991公司历史自2008年以来，公司产品销量年复合增长率超过50%,是行业平均增长率的2倍以上产品销售1.01.32.03.3Unit:10KTon2007Y2008Y2009Y2010Y2011Y4.52012Y7.02007Y2008Y2009Y2011Y2012Y2010Y122435358101315生产基地&产能Unit:10KTon华北---烟台(建设中中)华东---宁波华南---佛山单体组合料辐射山东、背景、天津、河北及东三省地区辐射安徽、江苏、浙江、上海、湖北以及海外市场辐射广东、广西、福建、湖南、贵州、江西以及东南亚市场研发中心生产基地---宁波■单体生产区域■组合料生产区域组合料研发中心高压发泡机HenneckeHK650垂直模-恰填充-导热系数-压缩强度-尺寸稳定性水平模-脱模膨胀L模-表面气泡评估-流动性标准垂直模-流动性-密度分布K-factor测量仪-EKOHC-074-导热系数测量发泡曲线测定仪-FORMAT-测量压力，速度，温度，流动高度质检---宁波•全球有超过70家用户稳定使用万华容威原料客户目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享聚氨酯定义:由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物反应而成的大分子化合物R'NCOR-OHCR'NHOR~24KCal/molHeat热Urethane聚氨酯Isocyanate异氰酸酯Polyol多元醇定义ON=C=O+HO-HNRR-H2+CO2N—C—NOHHR脲N=C=O+R-OHN—C—O—R’OH加成反应发泡反应三聚反应其它副反应聚氨酯反应PU异氰酸酯发泡剂表面活性剂单体聚醚催化剂Physicaltype:CFC-11HCFC-141bCYCLOPENTANEHFC-245faEtc.Chemicaltype:水(H2O)PU原材料聚氨酯原料聚氨酯原料MDI聚氨酯原料多元醇定义:含两个或多个OH基团的化合物DiolHOOHTriolHOOHOHOHHOOHOH三元醇二元醇Tetrol四元醇catalystHO-R-O-CH2-CH-OH|/\HO-R-H+nCH-CH2R’R’起始剂环氧烷烃聚醚多元醇On化学反应表面活性剂催化剂水-乳化不相容组份-降低表面张力-促进气泡成核-稳定泡沫-阻止泡沫塌陷-其它-胶化反应：聚合物的形成-发泡反应：水与异氰酸酯的反应-三聚反应：异氰酸酯与异氰酸酯的反应平衡胶化和发泡反应以获得最佳的泡沫性能-形成的脲基是一种硬质结构有助于改善泡沫强度和其它性能.-产生的二氧化碳（协助发泡）-价格便宜优点：缺点：-使泡沫发脆，影响接着性-产生的二氧化碳，绝热性能变差与异氰酸酯反应产生二氧化碳和脲基组成聚合物骨架聚氨酯原料聚氨酯原料发泡剂发泡剂GWP(100yr)蒸汽热传导率（25℃）(mW/mK)对设备特殊要求沸点CFC-11HCFC-141bHFC-134aHFC-245faC-Pentane40007.8No24℃63010.1No32℃130013.6Yes-26.3℃82012.2(*)15℃1111.6Yes49℃ODP10.11000HFC-365mfc84010.6Yes40.2℃0比重蒸汽压1.491.251.211.320.751.27137.4116.9102.0134.070.0148.0▶ODP(OzoneDepletionPotential)▶GWP(GlobalWarmingPotential)目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享工艺控制影响现场工艺控制配合比模具温度密度K-factor保压时脱模后膨胀抗压强度热传导率(k-factor)密度(Density)尺寸稳定性间膨胀率脱模后膨胀抗压强度热传导率(k-factor)密度(Density)尺寸稳定性抗压强度加压收缩率尺寸稳定性粘接力粘接力0.380.290.270.240.2400.250.50.7510.480.440.410.370.3300.250.50.7514.653.73.482.592.520123453035405060高温高温高湿低温(%)(%)(%)体积变化率模具温度(℃)good模具温度11.371.711.982.160.511.522.50.015960.016020.016130.016270.016410.01580.0160.01620.01640.01662830323436抗压强度热传导率(Kg/cm2)(Kcal/mhr℃)34.9711.032.171.131.05010203040基本物性加压收缩率(%)密度goodgoodgood密度0.210.260.270.210.2400.250.50.7510.470.440.410.420.3800.250.50.7514.543.883.482.642.52012345108113118123128高温高温高湿低温(%)(%)(%)体积变化率配合比good配比目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享PU异常分析---气泡PU泡沫气泡种类1)米粒大小(黄豆大小)气泡(大小2~3mm)PU固体异物气体渗透入PU原料中2)细长状气泡(大小20~30mm)当出现在侧板或者内胆上时，会随着下部泡沫推动而加大尺寸下部泡沫推动气泡枪头注料空洞状泡沫产生泡沫生长3)空洞状泡沫(大小30mm↑&未填满)FoamHeadLiquidpuddleCabinetTopCabinetBottomFoamHeadLiquidpuddleCabinetTopCabinetBottomLiquidpuddleFoamHeadCabinetBottomCabinetTop1#3#2#PU异常分析---落点√1)箱体顶部泡沫状态OK；底部状态NG2)顶部泡沫密度底部密度1)箱体各部分状态均衡2)密度分布均匀1)箱体底部泡沫状态OK；顶部状态NG2)顶部泡沫密度底部密度目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享方法•某客户新型号开发，发泡方式为口框朝下，背部两枪注料•需确定灌注孔位置背景845up100mmBase(计算值)down100mm100+10新灌注孔位置冰箱产品设计---灌注口L1L2距离L3L3=(L1+)÷2L221585mm220mmL3=847.5≒845mmInitial5sec15secBaseup100Final20secMovieOpenBackBackOpendn100OpenBack√冰箱产品设计---灌注口目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享现场问题工艺改善建议现象产生原因改善对策模具温度不正确模具温度调整原料温度太低原料温度调整箱体密封不良加强箱体密封注入量太高降低注射量原料混和不良改善原料混和效果黑白料比例不对黑白料比例调整环戊烷含量太高降低环戊烷含量原料初始粘度太低增加原料初始粘度原料反应性太慢提高原料反应性模具温度太低模具温度调整脱模时间太短延长脱模时间内胆或侧板表面受污染清洁内胆及侧板表面泡沫表面局部气泡见表面气泡改善对策内胆材料接着性差改善内胆材料脱模时间太短延长脱模时间原料混和效果不良改善原料混和效果黑白料比例不对黑白料比例调整注入量太多或密度太高降低注射量或降低密度发泡层太厚发泡厚度降低或延长脱模时间速度偏快，密度无大波动原液、模具、预装件温度降低速度偏快，密度偏小R/P调整，增加P液比例速度偏慢，密度偏大R/P调整，增加R液比例现象产生原因改善对策注入量太少增加注入量模具温度太低或太高模具温度调整原料温度太低或太高原料温度调整黑白料比例不对黑白料比例调整环戊烷含量太少增加环戊烷含量逃气不良增加出气孔透气胶带不良换成点状透气胶带箱体设计不良改善箱体结构设计原料流动性差改善原料流动性发泡料注入量太多降低发泡注入量脱模时间太短廷长发泡脱模时间模具温度太低模具温度调整原料反应性太慢提高原料反应性模具不良改善不良模具黑白料比例不对黑白料比例调整环戊烷充填量不够增加环戊烷充填量原料混和效果不良改善原料混和效果脱模时间太短延长脱模时间环戊烷含量太高降低环戊烷含量逃气不良增加出气孔原料温度太高或太低原料温度调整模具温度太高或太低模具温度调整黑料比例太高黑白料比例调整混和状态不良改善原料混和效果发泡漏泡起层泡沫开裂反应速度快/慢脱模膨胀冰箱空洞发泡液收缩泡沫表面气泡目录：•聚氨酯化学简介•各工艺条件对产品性能影响•现场常见故障解决方法•产品异常说明（部分）•冰箱产品设计（灌注孔）•现场问题解决案例分享某公司冷柜底板气泡改善报告ContentsⅠ.原因分析Ⅱ.改善方案背景:某公司冷柜线产品返包时发现部分4-5月生产产品内胆底部凹坑内胆凹坑部位PU泡沫有空洞现象，该公司发泡方式为口框向下一枪注料。可能原因分析:A、发泡模具温度过高：1)冷柜底部结束点位置缺陷明显；同时接近结束点位置泡沫发黄且有明显拉丝现象2)2011年4月30日数据：8:00AM：40~50℃；11:00AM：55~60℃；16:00PM：65~69℃(局部更高)*环戊烷沸点49.5℃，超过55℃时剧烈沸腾导致气泡破裂及泡沫变软3)BCD-251型号，注射PU至PU发泡至注料口位置时间VS模具温度GT(s)模具温度(℃)PU到达注料口时间(s)474528495523*模具温度直接影响PU在产品内部发泡速度某公司冷柜线底部凹坑改善报告---原因分析B、结束点位置：预想BCD-251型号结束点位置：*结束点位置特别容易产生气泡类缺陷附：BCD-219型号结束点位置C、PU泡沫流动过程中阻碍：冷柜产品特殊的蒸发器盘管方式，导致PU泡沫在生长过程中，易产生裹气现象D、GT(拉丝时间)过快：*5月开始，冷柜原料切换为夏季配方，现场GT减慢至53-55s线体原料设定温度(℃）测量时间GT(s)冷柜1线222011/04/308:00492011/04/3014:0047冷冻室冷藏室某公司冷柜线底部凹坑改善报告---原因分析改善方法&试验结果:A、发泡模具模芯温度控制：1)模芯温度分别为32、45、54℃时，发泡后压力罐OK2)正常批量生产时，模芯温度控制方案需制定!VS高模温泡沫低模温泡沫B、PU结束点优化：通过更改注料孔位置，从而改变PU结束点位置。*单温型号：移动前底板泡沫状态NG移动后底板泡沫状态OK*双温型号：1)注料孔位置移动2)冷冻冷藏间增加过渡胶带改善后效果OK冷藏冷冻某公司冷柜底部凹坑改善报告---改善方案C、PU原料反应速度减慢1)原料RCP36.12反应速度优化：手工检测GT75-80s80-85s------上机确认相关性能后，下批原料开始执行2)现场原料温度控制：现场温度控制需控制------即时某公司冷柜线底部凹坑改善报告---改善方案