发泡专业知识培训资料 1

目 录 1 PU简介 2 基础知识 3 现场工艺知识 4 发泡主要问题点 5 与设计、工艺质量相关问题

PU 简 介: PU(聚氨基甲酸酯简称聚氨酯 )、MDI(异氰酸酯 )、POL的历史 泡沫保温原理 1 2 基础知识： 1、发泡剂及主要特性参数 2、MDI及主要特性参数 3、POL及主要特性参数 3 现场工艺知识： 1、配料（预混站） 2、发泡现场 3、发泡设备

4 5 发泡主要问题点： 1、离泡、漏泡 2、收缩、变形 3、空泡、假满 4、开裂、气泡 与设计、工艺质量相关问题： 1、门体加强铁使用 2、箱体注泡孔定位与注泡方式 3、导流槽使用 4、注泡挡块使用 5、泡层通道及排气

一、PU简介与发泡的作用 一、PU简介与发泡的作用 1、PU历史： 1937年，德国人Bayer合成PU； 1957年，POL在美国合成，同年ICI公司以MDI成功制作 硬泡； 1958年杜邦公司用CFC-11成功制备硬泡PU； PU至今已成为五大塑料之一。 2、发泡原理：复杂的化学反应，通过链增长、交联、发泡 等反应完成（略）。 3、发泡原料：发泡剂、MDI（PAPI）、POL。

4、发泡的作用： 1）绝热保温 2）骨架支撑 3）胶粘剂和充填作用---- 将箱体和门体分别连接成为一个整体。 5、发泡绝热保温原理： PU之所以是优良的绝热保温材料，是因为其热导率小。 硬泡热导率构成因素—见下页：

硬泡热导率构成因素： 硬泡热导率=发泡剂热导率（1）+固体热导率（2）+辐射热导率（3）+对流热导率（4） 其中，对流热导率（4）可忽略（只在孔径3-10mm以上才考虑） ，因此硬泡热导率主要由 （1）、（2）、（3）部分组成。 影响硬泡热导率分析 -----见下页

影响硬泡热导率分析： 在一定密度范围内，（2）变化不大（密度太大则会导致热导率增大，密度太小则闭孔率低，热导率也增大 ），因此硬泡热导率大小主要由（1）和（3）决定。而（1）则取决于发泡剂种类，（3）则取决于泡孔大小。 为什么CFC-11泡沫保温性能比环戊烷好？ 因为CFC-11的热导率比环戊烷小很多，发泡剂起决定作用； 为什么245fa/环戊烷泡沫保温性能比环戊烷好？ 虽然两者的热导率相近，但245fa具有特殊的减小泡沫孔径的作用，使泡沫更均匀、微细，所以245fa/环戊烷泡沫较环戊烷泡沫孔径小很多，结果获得了更小的辐射热导率，从而得到了更小的硬泡热导率，起决定作用的是泡沫孔径。

二、基础知识 二、基础知识 1、发泡剂及主要特性参数 （1）常用发泡剂 CFC CFC-11已淘汰 HCFC HCFC-141b已淘汰 HFC HFC-365mfc（冰箱类少用）、HFC-245fa HC c-Pentane环戊烷（含c/i-Pentane）

各类发泡剂的性能指标 特性 CFC-11 一氟三氯甲烷 HCFC-141b 一氟二氯乙烷 HFC-245fa 五氟丙烷 HFC-365mfc 五氟丁烷 c-Pentane 环戊烷 c-Pentane/ HFC-245fa 沸点℃ 23.7 31.7 15.3 40.2 49 爆炸极限 ％ - 8-18 3.5-9 1．4-8．1 导热系数25℃ mw/mK 8.5 10.1 12.2 10.6 11．8 芯密度kg/m3 28-32 34-36 30-34 34－38 34-38 ODP 1 0.11 GWP 0.7 0.2

（2） CFC替代技术方案与环保性及意义 替代技术方案： 以环戊烷替代CFC-11，以HFC-245fa/环戊烷替代HCFC-141b及环戊烷 b. 环保要求: ODP=0, 较小GWP c. 替代意义: * 保护臭氧层、保护地球环境、减少温室效应; * 保护人类健康,减少疾病(白类障、皮肤病等)、保护农作 物等； * 节能、降成本。

2、MDI及主要特性参数 PAPI（或MDI）的技术指标 项 目 外 观 -NCO ％ 酸值 （以HCL计） 水解氯 粘度 mPa·s， 项 目 外 观 -NCO ％ 酸值 （以HCL计） 水解氯 粘度 mPa·s， 25℃ 指 标 棕色液体,无 肉眼可见的 沉淀 30～32 ≤0.2 ＜0.3 100～250 质量特性 重要度 [Ｂ] 密度（25℃）g/cm3 1.220～1.250

3、POL及主要特性参数 聚醚的技术要求 指 标 品 名 羟 值 （mgKOH/g） 酸 值 水份 (×10-2) 粘 度 (25℃) 羟 值 （mgKOH/g） 酸 值 水份 (×10-2) 粘 度 (25℃) （mPa﹒s） HCFC-141b组合聚醚 / 1.6～2.2 2000～4000 F11组合聚醚 1.4～2.0 1800～3000 环戊烷组合聚醚 1.8～2.4 2200～4500 环/异戊烷组合聚醚 245fa组合聚醚 1.8～2.3 2000～4500 环戊烷/245fa组合聚醚 质量特性重要度 [B] （注：组合聚醚的羟值、酸值非必检项目，已混好发泡剂的组合聚醚，粘度非必检项目）

三、现场工艺知识 （一）配料（预混站） 我公司现用的白料为组合料，由白料供应商直接提供。 环戊烷组合料的预混：采用MEF一级预混； 245fa/环戊烷组合料的预混：二级预混，由一套245fa专用 MEF和现有环戊烷MEF组成，先进行245fa和组合料的预混 ，再连续进行同环戊烷的预混。 预混的控制关键：温度、配比

手工检测： 目的是为了检测所配制的白料是否合格。 每缸必检并要求记录。 检测的内容包括： 乳白时间、凝胶时间、失粘时间、密度及泡沫的外观。 具体操作方法： 分别取一定量的黑白料并调节到要求的温度，按照工艺要求 的比例在台钻上搅拌一定的时间，用秒表记录三个反应时间 ，用排水法测试自由泡芯部密度。

常见问题及处理 问 题 原 因 处 理 1、反应 时间 太慢 组合料影响 要求厂家在下一批调整或停止使用并换料 料温偏低 提高料温 黑料加多 问 题 原 因 处 理 1、反应 时间 太慢 组合料影响 要求厂家在下一批调整或停止使用并换料 料温偏低 提高料温 黑料加多 使用合理比例 环境温度太低 适当控制环温 2、反应 太快 料温偏高 降低料温 黑料过少 3、泡沫 发不起 组合料出现质量问题 停止使用； 未加发泡剂 按照比例添加 未搅拌 按照规定时间搅拌均匀 4、泡孔粗大 组合料出现问题 停止使用并换

安全注意事项 1、进入预混站包括环戊烷地下储罐区，禁带火种、关闭通讯 工具； 2、作业时，穿棉质衣服，穿戴防护服； 3、严禁敲击，使用铜质工具； 4、处理含有环戊烷发泡剂组合料时做好安全接地，使用气动 5、作业场所注意抽风； 6、发泡料严禁直接排放到下水道，注意用木糠或沙粒吸收； 7、溅到皮肤上立即用大量水冲洗； 8、黑白废物料严禁相互混和存放； 9、严禁在黑料里混入水分，特别是密闭的黑料容器中。

（二）发泡现场 ** 箱体发泡 （1）箱发泡控制参数 1、烘道预热温度 及时间 60±10℃ 30~60s 2、模具温度 45±5℃ 2、模具温度 45±5℃ 3、原料温度 cp 20-26℃ 245fa / cp 18-23℃ 4、原料比例 cp I/P＝1.18-1.20 245fa / cp I/P＝1.15 - 1.18 5、灌注压力 I、P 12-15Mpa 6、枪样密度 cp ：23.5-25.5 Kg/m3 245fa / cp：23.0-24.5kg/m3 7、原料流量 1000－1800 g/s（单枪）、600—1000（双枪） 8、灌注量 根据标准密度设定，具体见工艺通知单。 9、熟化时间 根据泡层厚度、箱体结构、发泡料种类确定，具体 见工艺通知单。 开工时通过枪头小样监控参数的合理及泡料的反应性

（2）箱发泡技术要求 1、发泡工艺参数：同上 2、导热系数： cp ≤0.020W/M.K（低K系统） cp /245fa： 0.0180-0.0190W/M.K 每月拆箱送检。 3、首检及记录： 外观及尺寸检验，包括包装件的配合检 验等。

**门体发泡 （1）门发泡控制参数 1、模具温度 40±5℃ 2、原料温度 cp 20-26℃ 245fa / cp 18-23℃ 1、模具温度 40±5℃ 2、原料温度 cp 20-26℃ 245fa / cp 18-23℃ 3、原料比例 cp I/P＝1.18-1.20 245fa / cp I/P＝1.15 -1.18 4、灌注压力 11-15Mpa 5、枪样密度 cp ：24.0-26.0 Kg/m3 245fa / cp：23.0- 24.5kg/m3 6、原料流量 200－350 g/s 7、灌注量 根据标准密度设定，具体见工艺通知单。 8、熟化时间或 周期循环时间 根据泡层厚度、门体结构、发泡料种类确定，具 体见工艺通知单。 开工时通过枪头小样监控参数的合理及泡料的反应性

（2）门发泡技术要求 1、发泡工艺参数：同上 2、导热系数： cp ≤0.020W/M.K(低K值系统) cp /245fa ：0.0185-0.0192W/M.K 每月拆门送检。 3、首检及记录： 外观及尺寸检验，包括包装件的配合检验。 4、门体外观： 门面板无凹花、划花、变形； 定位板无白口、开裂、压伤、划花； 门胆无变形； 门体无假满； 定位板与面板离缝满足技术要求

（三）发泡设备 技术要求： 1、设备精度满足技术要求：流量、比例、注泡量 2、设备要满足关键工艺参数要求：温度、压力 3、设备要满足工艺节拍要求：开合模时间、小车运行时间、 模具和枪头运行时间

操作要点： 1、温度的调控 主要通过对设备上相应的温控表或电脑设定值的改变来进行，必要 时用红外测温枪验证。 2、料比的调控 主要通过调节黑白料计量泵的流量来进行，同时枪头的压力调节要 适应，通过人工称量校对。 3、压力的调控 主要调节枪头上两料的节流阀的大小来进行。 4、枪头注泡量及计量泵精度的调控 主要通过定期对设备进行校正，并配合相关软件参数的修正来进行。具体做法是通过实测黑白料的单位时间重量并将其与显示结果作比对，找出正负误差，然后调整相关脉冲数的大小，使实测与显示相近。机械部分的损坏应及时进行更换。

四、发泡过程注意事项 （1）开机时： 注意事项： a、开手动过滤器（重要）——保护枪头、过滤杂质 b、启动高压循环、调压力、流量、比例至工艺要求——压 力平衡非常重要，否则门体泡料四溅、箱体料打不到适 当位置，轻则弄脏衣物、重则造成周边零部件报废，弄 到人眼最惨。 c、观察冷水机温度及料温是否正常——冷水机温度异常不 能生产，即时报告设备维修人员。 d、打小样，检查泡孔是否正常，发泡速度、密度。

（2）发泡机湿机平时生产过程中： a、定期测计量泵流量，核对黑白料比例及流量是否有波动 。一旦黑白料比例异常，轻则导致漏泡或空泡，重则泡 层开裂、严重变形，造成批量事故。 b、计量泵手柄，特别是黑料MDI手柄要经常转动，否则时 间一长，MDI结晶颗粒焊死、卡死手柄，无法转动，导 致计量泵无法准确进行流量、比例调整。卡死后要再进 行比例、流量调整非常困难，大扳手都不一定能转动扭 动，一不小心还可能造成计量泵损坏。

（3）干机（发泡线）生产过程中注意事项 a、模温、预热烘道温度及时间控制，冬天特别注意——模温 过高造成漏泡加重、内胆变形；过低，冬天很容易造成离 泡。预热温度过高，时间过长，热溶胶流出，内胆变形。 b、发泡过程中自检，发泡前看夹具、芯模上有无泡粒，要清 干净在发泡。发泡后看内外箱有无变形、划花、凹坑。 c、脱模时间要严格遵守工艺纪律，不能随意调短。早期总部 曾出现过一次批量发泡质量事故，顶部鼓泡、顶盖装不上 ，多大200台箱返修，一开始大家都无经验，过了很久才 知道是夜班操作工擅自减少脱模时间所致。

（4）发泡安全注意事项： a、C-P爆炸范围1.4-8.1。加料过程中特别注意防止加料过多 ，出现溢料现象。总部曾出现过一起这类事故，检测器 发现已达到爆炸范围，现场及时进行了人员疏散，没造 成安全事故。 b、不要赤膊上阵，安全第一。黑白料管裂喷到人身上，会 造成皮肤损伤、过敏及危机人身事故。

发泡常见质量问题及应采取的对策措施 （1）漏泡现象及其原因： 冬夏不同配方料，不能冬行夏令或反过来 a、密封操作质量。 b、发泡速度过慢（泡料原因），象水一样半天不发起来 （箱口向下时严重）。 c、发泡速度过快，流动性太强，到边角部位时还有较大一 股压力，造成边角漏泡。 b、c 措施：厂家调整泡料 配方，现场调高（过慢）或调低（过快）料温。

d、发泡自由泡密度过小，如环戊烷发泡，通常枪头样24- 25kg/m3，如低至22-23kg/m3则会造成严重漏泡， 原因：环戊烷加入量过大或POL中水分含量过高。 措施：1）黑白料比例适当调高 2）减少新配料中发泡剂量 3）通知厂家在下一批量供货时改进 e、冷水机不制冷或发泡模温度失控，从而出现料温过高或 模温过高现象，造成严重漏泡。 f、设备原因造成漏泡，如计量不准、黑白料比例显示正常、实际严重异常，导致注入量过大。 g、环境温度突然异常，大幅度升温或降温。

（2）离泡现象： a、外箱侧板或后板离泡，可能因素： 1） 最常见冬季温度过低，模温、料温不正常引起 2） 金属材料引起，如不合格镀铝锌板表面有塑料膜或蜡质 、油污，造成批量离泡。 3） 模具与工件配合尺寸，如夹具尺寸小或后板尺寸大，夹 变形可能造成离泡。 4） 设备异常，计量不准，黑白料比例过高，发泡后或制冷 后离泡。

5） 粘贴工艺问题，如后板或侧板粘贴冷凝器时，冷凝器翘 曲，与粘贴的铝箔、免水纸形成了一个无法进泡的密闭 空间，造成发泡后离泡。 6） 管痕离泡：现在常用钢管、铝管、邦迪管，强度硬度大 ，环境温度高时发泡后热胀冷缩严重，钢板板材偏软时 ，管痕明显，形成管周边部位离泡。 7） 泡料自身粘结力不够，容易造成制冷后离泡。 8） 工艺方法离泡：如门隔离纸造成离泡，允许。 注意：离泡也可能是上述1个或几个问题综合因素引起。

b、内胆离泡 1）同上 2）内胆表面粘有油污（冲剪或储存时造成） 3）内胆粘贴蒸发器，双面胶质量异常导致离泡。 4）蒸发器为绕管式，绕管模不正常，导致铜管对内胆有压 力，内胆变形，发泡后会严重离泡。 措施：调模

5）吸塑内胆局部过薄，发泡后薄弱处热膨胀变形鼓起，造 成离泡。 措施：过薄挑出来或在此处贴上几层铝箔。 6）与芯模配合不好，如深度或宽度不够，发泡时没固定好 内胆，造成离泡。 措施：调模，加垫片 7）泡料粘结力不够，造成离泡。

（3）假满、空泡现象 可能因素： 1）冬季料温、模温（包括预热）过低，泡发不起来、流不 到位造成空泡。 2）排气不畅，没有根据注泡孔位置、泡料流向科学设计排 气孔，夹层中的气体排不出，最终会造成空泡。 3）夏天用冬天料或南方天气突变，气温显著下降，发泡速 度过慢，同时料温不能及时调高。 4）零部件或管路挡住泡料流向，造成局部空泡。

5） 泡料质量异常：夏天速度过快，冬天过慢（吉林广州料） 导致局部空泡。 6） 设备异常，导致注入量不够或比例异常（如MDI过多）、 灌注过程中急停。 7） 发泡工操作失误，多型号共线生产，输入注入量失误。 8） 配料操作失误，发泡剂加少了或POL加多了，导致自由泡 密度过大，又不做手工样，现场发泡前没做枪头样，造成 局部空泡。 9） 组合料质量问题

（4）泡层开裂现象： 1）制冷后开裂： 冷冻室温度过低又没贴铝箔、泡料质量问题及MDI过 量或I/P比例过高、塑料件因素。 2）发泡后开裂： 注入量过大使密度达到40kg/m3以上、黑白料比例问题 、发泡料质量问题

（5）内胆变形 原 因： 处 理： 模温及预热烘道温度过高 降低温度 内胆过薄 控制吸塑、贴铝箔、降低温度；重新配胆调模； 模内有杂物； 清理模具；

（6）内胆与侧板之间的离缝大 原 因： 处 理 发泡模调整未到位 调整模具 入箱不到位 调整入箱定位 内胆尺寸波动 控制吸塑 原 因： 处 理 发泡模调整未到位 调整模具 入箱不到位 调整入箱定位 内胆尺寸波动 控制吸塑 预装箱装配不到位 控制预装质量

（7）箱、门体凹花 原 因 处 理 预装箱外表面碰凹、划花 加强流转过程保护 流水线粘附异物引起 清理流水线 发泡模未清理干净 清模

五、与设计、工艺质量相关问题 1、门体加强铁使用： 在门体较长、较大、或样机测试表明制冷时易发生变形 ，应加大小适当的加强铁； 2、箱体注泡孔定位与注泡方式： 要根据箱体结构、生产线情况决定，目的是尽可能使泡 料流动方便、分布均匀； 3、导流槽使用： 在受设备或产品结构影响，枪头垂直注泡时泡料不能直 接流到底部或槌头不能落下，就应考虑使用导流槽（如 对开门冰箱、冷柜立柜和卧柜要共线发泡时）。

4、注泡挡块使用： 通常在水平注泡情况下，由于箱体结构或设备影响，导 致泡料流动时向一头倾斜，出现顶部密度过大的情况， 应在箱内适当位置放置注泡挡块，以使密度分布均匀； 5、泡层通道及排气： 应确保泡料流动空间高度不小于30mm，并根据泡料的流 动方向在适当位置开排气孔。 特别注意：结构特殊的全新产品如：对开门、嵌入式、球形、两面玻璃等结构在设计评审时节有必要咨询发泡等专业人员

谢谢！