PU注塑工艺

一般人会把真皮以外的合成革如：pvc、pu革统称为人造革或仿皮。pvc、pu都是聚氯乙烯（塑料中的一种），但这两种产品的制造工艺却不尽相同。

pvc革在制造过程中要先将塑料颗粒热熔搅拌成糊状，按规定的厚度均匀涂覆在t/c针织布底基上，然后进入发泡炉中进行发泡，使其具有能够适应生产各种不同产品、不同要求的柔软度，在出炉的同时进行表面处理（染色、压纹、磨光、消光、磨面起毛等，主要是依照具体的产品要求来进行的）。

pu革在制造工艺上比pvc革要复杂一些，由于pu的底布是抗拉强度好的帆布pu料，除了可以涂覆在底布的上面外，还可以将底布包含在中间，使之外观看不到底布的存在。pu革的物理性能要比pvc革好，耐曲折、柔软度好、抗拉强度大、具有透气性（pvc无）。pvc革的花纹是通过钢制的花纹辊热压而成的；pu革的花纹是用一种花纹纸先热贴压在半成品革表面，等待冷却下来后再进行将纸革的分离，做表面处理。pu革的价格比pvc革的要高一倍以上，某些特殊要求的pu革的价格要比pvc革要高2—3倍。一般pu革所需要的花纹纸只能用4—5次即告报废；花纹辊的使用周期长，因此pu革的成本比pvc革的为高。

这两种材料的适用范围也有一定的区别。在鞋类方面，pvc革多用在里料或非承受重量的部位、或是制造童鞋；pu革则可以适用于鞋类的面料或承受重量的部位。在包袋方面，适用的比较多的是pvc革。这是因为包袋中的物品不同于穿在鞋里的脚，不会散发热气；不用承受个人的体重。

pu、pvc的区别方式比较容易，从边角看pu的底布要比pvc厚许多，手感方面也有区别，pu的手感柔软一些；pvc的手感较硬一些；也可以用火来烧，pu的味道比pvc的味道要淡很多。

制备自结皮PU硬泡，主要使用A、B二组分原料，异氰酸酯组分为MDI系异氰酸酯，如多亚甲基多苯基多异氰酸酯（MR，烟台万华合成革集团）、纯MDI（MT，烟台万华合成革集团）、MR-200（日本聚氨酯工业公司）、MV5005（ICI）等，一般它们的官能度以2.5左右较为适宜。

多元醇组分是以多官能度、高羟值的聚醚多元醇为主，并配有扩链剂、催化剂、发泡剂、表面活性剂、阻燃剂等配合剂。二元聚醚的添加量不超过20%；三元聚醚的添加量不超过30%~40%。使总的聚醚多元醇的官能度总数值控制在3.5~4左右为宜，分子量控制在400~600，工作粘度小于1000mPa·s为宜。

为改善因添加低官能度聚醚造成性能下降问题，可以加入低分子量醇类或胺类扩链剂，其加入量应控制在10%以下。

催化剂的选择和添加是十分必要的，选择不同催化剂品种和数量可有效调节物料的流动、发泡和凝胶过程。针对类似雕刻型合成木材制品的生产，应选择反应速度适中、物料流动能力较强，且又具备后硫化速度快的催化剂，尤其是复合催化剂或延迟性催化剂。

自结皮型聚氨酯硬泡所生成良好的高密度外皮层，主要是由低沸点物理性发泡剂所致。在目前淘汰传统低沸点发泡剂CFC-11的过渡期中使用较多的是HCFC-141b与其他低沸点化合物组成的复合型物理发泡剂。

作为家具等制品的合成木材，必须使用阻燃剂。当前，我国主要使用磷系阻燃剂，如二甲基磷酸酯（DMMP）等，添加量在4.5%~5.0%左右即可达到氧指数26以上。

在聚醚组分中还需加入非水解型硅酮类表面活性剂（即泡沫稳定剂），如NIAX L-5420、NIXA L-5440等，它可以降低原料粘度，改善流动性，使生成的泡沫更加均匀、细密，其一般加入量为1.5%~2.0%。

二、主要工艺影响因素

（一）充填系数

自结皮型PU硬泡具有高密度的表皮层和低密度的芯部，在由其表面至材料中心的横断面上有十分明显的密度递减梯度，即一个斜率很大的密度分布曲线。这也是自结皮型PU泡沫体的主要特征。这种“V”形密度曲线，不仅与模具的温度有关， 同时，也与生产中物料充填量有直接关系，它决定了包沫体的表皮层厚度、泡沫密度分布和产品的物理机械性能。根据实验测定：充填系数α（指自由发泡时泡沫体密度/泡沫体制品总密度）越大，泡沫体产品断面密度梯度越大，制品的弯曲强度、模量越大，表皮硬度也就越高，在实际生产中，应根据制品用途、密度要法语，选择不同的物料充填系数。对普通低密度装饰性制品，充填系数在2~3之间即可；而对于负荷性能要求较高的制品，充填系数在2~3之间即可；而对于负荷性能要求较高的制品，则充填系数选择在3~4之间为宜，以确保形成密度较高，表皮致密的合成木材，但充填系数一般不超过4.5，否则发泡压力过大，对模具承载标准提高，使模具过于笨重。

（二）产品的灌注和模具

为提高制品的合格率，对于大型制品多采用敞模浇注方式生产，同时，使用移动混合头，首先灌注花纹图案复杂、型腔较深的部位，充分利用物料良好的流动性，减少物料流动距离。对于小型制品则应采取闭模方式。为保证物料能完全充满模腔，应合理选择入流口，并应在容易产生残留空气的部位设备排气孔道。不论采取哪种灌注方式，都必须掌握物料在乳白期以前应全部注入模具和严格控制模具温度和物料温度这两条基本要点，确保产品质量。

模具的材质对制品表面质量有一定影响，对于生产雕花家具、床头，尤其是某些华贵典雅的工艺装饰品一般不使用金属模具，它们不仅操作笨重不便，而且表面效果较差，产品外观设计更新费用高，时间长。根据实际经验，制作花纹细腻模具的材料最好是硅树脂，其次是环氧树脂，利用硅树脂制备的模具，除了具有成型性好，勿需喷施脱模剂外，而且还具备翻模速度快、制造简单、翻模木纹纹理清晰、图案逼真的特点，能很好地适应市场需要，及时推出新产品。

硬泡方面成型方法主要有浇注和喷涂

板材的生产工艺.和应注意事项

硬质聚氨酯泡沫塑料板材重量轻、强度高、绝热效果好，是理想的建筑材料，用于屋面隔热、冷库等。这种板材大多覆有面层，故是以硬泡为芯材的夹心板材或称复合板材。面层软、硬质材料均可。软质材料有牛皮纸、聚乙烯涂层牛皮纸、沥青纸、玻璃纤维织物、沥青玻璃纤维织物、铝箔等。硬质面材有钢板（平板及型材、碎木料胶合板、粗纸板、灰泥板、增强水泥板、矿棉板、珍珠岩板、石膏板等。

复合板材加工方法大致分为连续复合成型法、非连续复合成型法、硬泡块料切割法等。

连续法劳动力费用低、节能， 是较先进的方法。

PU硬泡夹芯板的生产主要分为两种方式：

1. 间歇式生产

2. 连续式生产

间歇式生产大多数的工艺使用单孔一次注射成型

适用于生产速率毋需太高，或较厚的、尺寸较大、结构较复杂的板材的加工。

生产工艺：预装→模板进层压机→模板锁紧→浇注→模具加温、熟化→开模→取件、清理→转入下一个循环。

产品规格：

长度：1.8m — 12m厚度：80mm — 300mm

连续式建筑夹芯板的生产（钢板夹芯板）

生产工艺： 预热

开卷 成型 浇注PU（通过布料管在上下两层面材之间浇注原料）成型（经过温度恒定的双履带压机固化辊压成型） 切割（固化成型的板材经切割单元，裁切成型） 打包 入库

在连续生产的过程中PU浇注的过程更是关系重要。PU的浇注在不同的生产线上一般分为：双组份浇注（组合多元醇+异氰酸酯）；四组份浇注（多元醇+发泡剂+催化剂+异氰酸酯）

影响泡沫质量的潜在因素

原料

反应时间：太快则泡沫表面气泡较多，粘合性变差；太慢则脱模时间太长，生产效率降低，粘合性变差。

流动性：影响泡沫密度分布及排气。

发泡机

计量：计量不准则泡沫会太软或太脆。

料温：太高则反应较快，料流动性变差，气泡亦较多；太低则反应较慢，脱模时间延长。

夹具温度：35-45℃ 太低，粘合性变差；太高则反应较快，物料流动性变差，气泡亦较多。

环境温度：温度过低，反应慢，脱模时间长。

面材：表面处理不好或不干净或有水汽，粘接性变差。表面应干燥，没有霜、冰、脂、油和松散的碎屑和灰尘。表面也绝不能有溶剂。如果已经打底，就必须要有充分时间使它干燥。

脱模时间：太短会产生变形。

其它：排气不好则泡沫表面气泡较多。

喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料

喷涂的泡沫直接与底物粘合而形成一连续的无缝涂层

泡沫质量

当混合物离开喷枪的喷咀时应形成扇型雾化效果。空气的湿度和温度以及底物本身的温度对泡沫最后的质量有重大的影响。

温度

在冷冻的底物上喷涂泡沫(即约10℃以下),冷的表面可能起散热作用,吸收了使发泡剂完全蒸发所需的部份热能并降低聚合反应速率.结果,表面上形成了厚的酥脆的泡沫表皮,导致粘合力差,而且后来还会形成泡沫气泡。

如果泡沫喷在热的底物上，由于发泡剂的散失而导致泡沫密度升高，亦会形成所谓针眼。所以为温度高达50℃的底物必须选择乳白期较长的特殊系统，必要时增加发泡剂的用量。

水份/湿度

最要紧的是将聚氨酯泡沫喷在干燥的表面上，水份会和异氰酸酯成份反应，致使泡沫与底物粘合力低，而且还形成脆的表皮。

喷涂条件

如果发生下列情况，就不应进行室外喷涂：

下雨

大雾

刮风

可见到的水滴

湿度超过80%

表面含水量超过10%（用水份计测量）

风

如果风速超过25千米/小时时是难以喷涂均匀的泡沫层的。风的冷却效应会降低泡沫的表面质量，因为表面层不能适当的熟化。在冷的气候下施工这可能是一个问题。

操作人员的技术

要能够生产出合格的泡沫表面质地，即平滑的表面和均匀的厚度。操作人员要经过充份训练。这两项特性对成本，因而也对利润有重大影响。

设备的调整

如果温度稍低于建议的温度,可以调整各组份的压力。如果异氰酸酯过量，会形成酥脆或脆性的泡沫，其特点是颜色深黑，并带有平滑、硬的结构。

如果多元醇过量，会形成软的或海绵状的泡沫，颜色浅、带有「粗橘皮」纹理和针眼

一：RIM工艺原理 RIM Principle RIM（Reaction Injection Molding),中文俗称反应注射成型,其原理如下： 将两种液体原材料经过定量、按比例混合后注入模腔,经放热化学反应,在模具中固化形成聚合体。 RIM(Reaction Injection Molding) is the process by which molded PU(Polyurethane) parts are made. In the process, 2 liquid components are mixed and injected into the mold where they chemically react and cure,which forms the polyurethane polymer parts.

二：RIM工艺优势 Advantages

1，大大降低开模成本和周期（Low cost and short lead time tooling）

-----RIM模具的材质一般为铝或环氧树脂 -----RIM mold material can be aluminium or epoxy resin

-----模具成本和加工周期只是注塑模具的一小部分 -----The cost and the lead time is a fraction of injection mold

2，产品设计灵活，简化产品结构，减少设计周期 (Design freely and shorten design cycle)

-----外部结构和内部结构可整体制作，同一个零件里可以有不同的壁厚，且壁厚变化范围很大-----Can mold thin and thick walls easily in the same part

3，适合于小批量生产和研发阶段的产品生产 ( Excellent choice for low volume and testing phase)

-----RIM工艺适合年需求量在100-5000套的产品生产，是大型小批量或是研发阶段的工艺首选。-----RIM is the excellent chioce for demands in 100-5000 Pcs per year.

4，适合成型大型壁厚的产品且表面无缩痕 (Without sink or distortion)

-----RIM工艺的低压注射性及PU的低收缩率使其在成型大型壁厚的产品时，几乎没有缩痕，经过表面喷涂等处理可以达到客户的严格要求。

-----No sink generated thanks to very low molding pressures and shrinkage.

5，可制成密度、硬度、弹性不同的零件 (Can produce parts with different density,rigidity and elasticity)

-----PU原料经过配方可以成型硬质、半硬质、自结皮泡沫、高回弹、慢回弹等硬度，密度和弹性不同的产品，满足各种不同的需求。

-----PU molded parts can be rigid and solid like an injection molded ABS or they can be a structural foam or elastomeric like rubber,which were widely used in medical,automible,lab analysis equipment,sport and recreation,industrial equipment etc.

6，封装效果好 (Superb encapsulation ability thanks to low molding pressure)

-----很多种嵌入件都可以在注射RIM材料前放入模具中,这样,在成型过程中RIM材料就完成了嵌入件的封装,结构框架,电子器件,磁铁,电池,天线等都可以用RIM工艺封装,进而减少甚至是消除二次加工环节,减少装配工时。

-----Components to be encapsulated are fully or partially surrounded by the molded part which provides for the structural and cosmetic properties of the finished unit. Reinforcements, electronic components, magnets, batteries or antennas etc can be molded right into the RIM part.This can reduce your assembly times and costs, make assemblies tamper-proof or solve sealing problems for you.

7，PU制品的广泛的物理性能 (Many physical properties)

-----PU聚氨酯具有强度高，耐冲击性,耐磨性,耐低温性和耐油,耐化学品性能优异等优点，广泛应用于汽车及其改装市场，医疗器械，仪器仪表，电子，运动休闲，工业及商业设备等领域。 -----PU has high intensity,very good impact resistance,outstanding abrasion resistance,low temperature resistance,chemical resistance,and so on.PU possesses many physical, mechanical and environmental properties which are advantageous in many applications such as automobile and its repacking market, medical equipment, electronics, sports and recreation, industrial and commercial equipment etc

将聚醚或聚酯多元醇(白料)和多异氰酸酯(黑料)、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入，在高速搅拌下混合后进行发泡。

一步发泡工艺是普遍采用的工艺。另外还有手工发泡法，那是最简便的方法，将所有原料准确称量后，置于一个容器中，然后立即将这些原料混合均匀，注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中即可。注意：称量时一定要将多异氰酸酯(黑料)最后称入。

聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。

扩展资料

聚氨酯泡沫塑料应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各部门，特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍，已成为不可缺少的材料之一。

成为塑料中应用范围最广的品种之一。聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和座椅、靠背垫，床垫和枕头；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温，冷藏冷冻设备及冷库，绝热板材，墙体保温，管道保温，储罐的绝热，单组分泡沫填缝材料等。

参考资料来源：百度百科-聚氨酯发泡

参考资料来源：百度百科-发泡