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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的一种工艺。主要有机械发泡、物理发泡、化学发泡。
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,具有很好的抗冲击性、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的舒适性。那么具体发泡的工艺流程有哪些,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的聚氨酯泡沫为例,采用的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:
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-圆盘生产线迈泰睿有限公司
.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的部分,生产软质泡沫时,由于此时还有大量气孔处于密合的完整状态,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,将内部密闭的气孔破裂,使泡沫变得柔软有弹性。
通常会使用机械破泡、真空破泡的方式。
机械破泡就是通过机械挤压将海绵内的气泡压破,这种方式简单,耗能成本都较低,但对一些内部有骨架的就不行了。
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
这时的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的物理性能,这时才可以进行后续的装配。
三、发泡产品的种类及应用
原液中各组分比例不同也会影响泡沫内气孔的壁厚、数量、大小、开闭情况等,这些气泡的开孔和闭孔情况会在很大程度上影响泡沫的软硬度,也使其应用在内饰的不同位置。
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的抗冲击性,反弹性,隔热性,防水性等。也使其一般用于需要抗冲击性能的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
软质泡沫的发泡泡孔与泡孔之间相互连通,具有优秀的压缩、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
.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