澆注發泡成型

澆注發泡成型技術也是生產泡沫塑膠的主要工藝方法之一。該工藝對物料和模具的施加壓力小，設備和模具的強度要求低，製品內壓力小，適於生產大型製品，且可現場澆注。但產品強度低，尺寸精度差，故不能製備結構件。

該工藝主要用於高發泡熱固性塑膠的發泡成型。在澆注過程中高聚物的縮聚反應與發泡成型同時並進，故在澆注前應對原料作充分混合，澆注時使流體和模具處於自由狀態或只施加很小的壓力。主要套用品種有聚氨酯泡沫塑膠和脲甲醛泡沫塑膠，另外還有酚醛泡沫塑膠、聚乙烯醇縮甲醛泡沫塑膠、環氧泡沫塑膠和有機矽泡沫塑膠等。

基本介紹

• 中文名：澆注發泡成型
• 外文名：Pouring foam molding
• 適用：高發泡熱固性塑膠
• 作用：生產泡沫塑膠
• 缺點：產品強度低，尺寸精度差
• 優點：設備和模具的強度要求低

簡介

澆注發泡是常用的成型方法。一半以上的硬質聚氨酯泡沫塑膠是用此方法成型的。澆注發泡操作過程是：按配方比例，將各種化學原料均勻混合後，注入模具或製件的空腔(例如熱水器內外殼體之間)，在發生化學反應的同時進行發泡，製得硬質聚氨酯泡沫塑膠。生產方法分為手工發泡與機械發泡。

澆注發泡成型過程

塊狀硬泡手工澆注發泡的過程大致是這樣的：將多元醇，發泡劑、催化劑等原料精確計量後置於一容器中預混合均勻，最後加入多異氰酸酯，立即充分混合。反應物料在達到乳白時間前注入模具，經化學反應並發泡後得到硬質泡沫塑膠。在實驗室，少量的低活性混合物可以用簡單的攪拌器手工混合。但當物料多於500g時，最好用機械攪拌器混合。

在手工澆注生產塊狀泡沫中，一般也需使用攪拌器混合。攪拌器有螺旋槳式和渦輪式的。物料必須攪拌均勻才能注入模具，模具頂上常裝有浮動蓋板。浮動蓋板的重量要合適，剛好能限制泡沫向上頂起就足夠了。該工藝投資少，靈活性大，特別適用在配方經常改動或原料黏度比較大或原料體系需要加入填料的情況下的批量生產操作，原料中允許加入一定量的固體料或糊狀物。這種簡單工藝每小時每個模具可生產大約兩塊泡沫。而每塊泡沫必須在泡沫上升終了以後至少留在模具中10~15min，以防止泡沫的強度不足而變形。通常還要保證3%一5%過填充量。這樣，泡沫上升受到浮動蓋板的限制，與自由發泡泡沫相比，泡孔結構更為均勻，各向異性程度減小。但這種工藝的缺點是原料損耗大，留在混合容器內的原料無法回收；勞動生產率低，勞動力費用高；手工操作化學原料，有一定潛在不安全因素。下圖表示其生產過程。

生產過程

要克服上述缺點，得用發泡機混合與澆注物料。高、低壓發泡機均可。發泡機代替手工操作，把原料按比例混合併注入模具或空腔，成為機械澆注發泡。反應物料要充分混合，同樣在達到乳白時間前澆入模具中。經過大約10min(根據反應裝置而定)固化後打開模具，取出泡沫塊。通常，塊狀泡沫最少要熟化一周后再進行切割。機械發泡，反應物料乳白時間遠比手工發泡短。因此，生產大塊泡沫塑膠，若採用高反應性原料體系，應選用大輸出量發泡機。例如，若要生產密度為30kg/m硬質泡沫塑膠，模具尺寸為2mX1m×1m，需約66kg泡沫原料，若這些原料要在20s內注入模具，發泡機澆注量必須達到200kg/min。由此可見，要求的輸出量是很可觀的。

澆注發泡成型原料

聚醚和聚酯都能作為澆注發泡成型的原料，但套用較廣的是聚醚多元醇。如甘油聚醚、三羥甲基丙烷聚醚、季戊四醇聚醚、木糖醇聚醚。山梨醇聚醚、甘露醇聚醚和蔗糖聚醚都能用於澆注發泡。多異氰酸酯原料一般使用粗MDI(即PAPl)。

由苯酐等原料或聚酯工業下腳料製得的聚酯多元醇，現已成為重要的聚氨酯硬泡原料。