1. ⽬的
2. 适⽤范围
本标准适⽤于公司各种发泡零件的检验，图纸和技术⽂件并同使⽤。当有冲突时，以图纸要求为准。
3、发泡过程
第⼀、聚氨酯发泡的基本原理
第三、组合聚醚产品介绍
第四、发泡⼯艺控制办法
第五、常见问题及解决⽅案
第六、发泡注意安全事项
第七、发泡线发泡过程控制
第⼀部分聚氨酯硬泡发泡的基本原理
⼀、聚氨酯发泡⽣产原料
聚氨酯⽣产主要原料有：⿊料、⽩料、发泡剂。
1、⿊料: ⿊料的学名为多异氰酸酯，因其是⼀种⿊⾊粘稠液体，故俗称⿊料。多异氰酸酯的主要品种有MDI、
TDI、PAPI，其中MDI（⼆苯基甲烷⼆异氰酸酯）⽤于冰箱聚氨酯泡沫⽣产。
2、⽩料：⼯业⽣产冰箱、冷柜聚氨酯泡沫时，通常先将组合聚醚型多元醇、催化剂，泡沫稳定剂进⾏混合，
这种混合物是⼀种⽩⾊粘稠液体，俗称⽩料。
(1) 组合聚醚型多元醇：冰箱聚氨酯泡沫所使⽤的多元醇为聚醚型多元醇。
(2) 催化剂：催化剂的主要作⽤是加速聚氨酯的形成，缩短固化时间，提⾼发泡质量。 (3) 泡沫稳定剂：泡沫稳定剂的主要作⽤是乳化系统中的各原料组份，保证体系反应顺利进⾏；促进⽓泡的成核作⽤；提⾼⽓泡壁稳定性，使制品泡孔均匀细密，具有良好的机械性能。稳定剂的⽤量虽然不⼤，但对泡沫体的泡孔结构、物理性能、制造⼯艺都有着重⼤影响。
(4) 组合聚醚的性能指标(组合聚醚牌号：HY MA021801)
项⽬单位指标备注
⽔分% 2.10~2.20
羟值mg KOH/g 445~475
酸值PH11
粘度(25℃) mPa*s 2500~3500
密度(25℃) g/cm3 1.07 ⿊料1.23 外观草黄⾊透明液体，⽆机械杂质
3、发泡剂：在聚氨酯发泡中，发泡剂主要作⽤是产⽣⽓体，在聚氨酯中形成均匀分布的细⼩⽓泡。发泡剂本
⾝不参加多异氰酸酯和组合聚醚之间的化学反应。本公司利⽤利⽤环戊烷作发泡剂，为⽆氟发泡。
⼆、发泡⼯艺原理
1、通过⾼压发泡机的注射头把⿊料和⽩料与环戊烷的预混物进⾏混合，并注⼊箱体或门体的外壳和内胆之间的夹层内。在⼀定温度条件下，多异氰酸酯（中的异氰酸根（-NCO））与组合聚醚（中的羟基（-OH））在催化剂的作⽤下发⽣化学反应，⽣成聚氨酯，同时释放⼤量热量。此时预混在组合聚醚的发泡剂（环戊烷）不断汽化使聚氨酯膨胀填充壳体和内胆之间的空隙。
基本反应：
聚醚多元醇和异氰酸酯反应形成氨基甲酸酯，它构成了聚氨酯的主链，亦即聚氨酯泡沫塑料的主体。
此反应为放热反应。在硬质聚氨酯泡沫中，由于其发泡剂主要为低沸点的氟氯烃及烷烃类，这些发泡剂就是靠反应热⽽蒸发发泡。
(1) R-OH + R’-NCO → R’-NH-COOR
(2) ～～NCO+ H2O →～～RNHCOOH →～～NH2 + CO2 ↑
2、泡沫的形成过程
2.1混合
把适当⽐例的⽩料和⿊料混合（在发泡机的混合头中进⾏，⼿⼯混合时则在烧杯中进⾏，建议转速3000rpm左右，搅拌6-
8s）。
2.2、乳化
⽩料和⿊料（异氰酸酯）经搅拌后，经过⼀段诱导期，发泡⽓体（如⼆氧化碳和三氯⼀氟甲烷、环戊烷等）开始形成并扩⼤成细⼩的⽓泡，使发泡混合料呈“乳”状，即乳化。从开始混合到乳化这⼀段时间叫做“乳⽩期”或“乳⽩时间”，冰箱硬泡的乳⽩期⼀般为10-15秒
2.3 起发
随着发泡⽓体的增多，发泡混合料开始膨胀，并且由于液相中发⽣聚合反应，体系粘度增⼤。在发泡过程中，⽓泡数⽬保持不变，⽓体量不断增加⽽使泡沫体积逐渐增⼤。从物料混合到完全起发⼀段时间为“上升时间”或“起发时间”。若体系充分发泡时，⽓泡壁不能承受⽓体压⼒⽽发⽣开裂，⽓体便经⽓泡中逸出⽽使泡沫形成开孔结构，即形成开孔泡沫。
天然气裂解制氢2.4 凝胶时间
起发期后，聚合反应继续进⾏，直⾄发泡混合体完全胶化（即凝胶），这⼀段时间称为“凝胶时间”。轻轻触摸如泡沫塑料表⽪不再发粘，则表明已经达到“不粘时间”。对硬泡⽽⾔，以A、B料混合开始为起点，⾄从发泡料中能拉出纤维丝为终点，这段时间被称为拉丝时间，也叫纤维时间或凝胶时间。
2.5 不粘时间：
从A、B料混合开始⾄轻触泡沫表⾯不粘⼿为⽌的时间，为不粘时间。
2.6 熟化时间
在泡沫胶化后，将泡沫块移⼊具有⼀定环境温度的场所进⾏熟化处理，让泡沫内的聚合反应全部完成。熟化的温度和时间要视泡沫种类⽽定。冰箱⾏业不推荐15 ℃以下发泡。
第⼆部分泡沫的物理性能
1、密度
监测换热器密度⼜称容重，是硬质聚氨酯泡沫塑料的⼀项重要性能。密度对硬泡的其它性能，如强度等有明显的影响。其它条件相同情况下，密度⼤的硬泡，成本则⾼。不同的使⽤对象，密度也不等。⽤于硬泡箱体内的密度⼤多为35kg/m3左右。⾃由发泡时，密度⼀般在24～26kg/m3。
2、强度
硬质聚氨酯泡沫塑料的强度取
决于它的原料、配⽅、结构、
温度等因素。硬质泡沫塑料
受压会发⽣变形。⼀般以压缩
到样品原厚度的10%时的应⼒
D10，定义为压缩强度。
log(强度)＝logA＋Blog(密度)
3、硬泡的导热系数是由以下⼏个因素构成的。
λF=λG+λS+λR+λC
式中λF—硬泡的导热系数；λG—⽓相热导率；λS—固相热导率；
λR—辐射传热热导率；λC—对流传热热导率。
4、尺⼨稳定性
硬质聚氨酯泡沫塑料受热或冷冻，尺⼨或体积会发⽣⼀定变化。变化率⼤⼩与泡沫塑料原料的类型，泡沫塑料结构、密度、成型条件等因素有关。通⽤品种硬泡，在100℃以下环境中，尺⼨不会发⽣明显的变化。耐温性较好的硬泡，特别是含异氰脲酸酯结构的硬泡，在150℃时，尺⼨不会发⽣明显变化，因此可供较⾼温度下使⽤。⽤于冰箱、冰柜等的硬泡，长期处在低温状态，应具有较好的耐低温性，以环戊烷等发泡剂发泡的硬泡，在－25℃～－30℃下，尺⼨变化率⼀般⼩于1%。
5、吸⽔率
常压下，硬质泡沫塑料吸⽔量并不太⼤。100mmⅹ 100mmⅹ 25mm 样品浸在约20℃⽔中1个⽉，吸⽔量(体积分数)约为3%～5%，所吸之⽔分布于硬泡表层。具体数据与泡沫孔径、密度等有关。
第四部分发泡⼯艺控制办法
⼀、硬泡的技术要求（国标要求）
项⽬GB性能指标常规环戊烷实际要求
表观芯密度kg/m3 28-35 ≥34
压缩强度kPa ≥100≥150
导热系数W/m.k ≤0.022≤0.021
吸⽔率（V/V）≤5 %≤3 %
闭孔率≥90≥92
低温尺⼨稳定性（-20℃24h ）平均
≤1≤0.5
线性变化率%
⾼温尺⼨稳定性（100℃
≤1.5≤0.5
24h）%
1、⼯艺控制的关键：⼯艺状况
主要指的是设备的⼯作状态的好坏（⾼压发泡机压⼒、料温控制、料⽐控制、混合效果、模具的温度等）以上因素直接影响到泡沫的质量（导热系数、泡沫强度、闭孔率），最终影响到冰箱的质量。
2、⼯艺参数控制关键：料⽐、温度（料温，模温）、密度（箱体、⾃由泡），压⼒
⼀、⼿⼯⾃由泡质量控制
⽤聚⼄烯烧杯，称取恒温在22±2℃的组合聚醚（A料）100g，精确到0.1g，按规定⽐例加⼊恒温到22℃±2℃的粗MDI(B组分)中，搅拌转速2500-3000r/min搅拌6-8s后，迅速倾⼊常温敞⼝模具中，⽤秒表计时，测定乳⽩时间、纤维时间和不粘时间。
1、乳⽩时间：从A、B料混合开始⾄发泡料表⾯出现变⽩的时间。
2、凝胶时间：从A、B料混合开始⾄能从发泡料中探出纤维丝的时间（也称纤维时间、拉丝时间）。
3、不粘时间：从A、B料混合开始⾄轻触泡沫的表⾯不粘⼿的时间
4、⾃由泡沫塑料芯密度：排⽔法测定，泡沫重量精确⾄0.01克。
⼆、环戊烷预混站⼯艺控制：
⑴⼲⽩料/环戊烷=100:12-13(质量⽐)
⑵⽩料/⿊料料⽐控制在100/125 (质量⽐)
⑶⾃由泡密度控制为：25± 0.5㎏/m3。
备注：⼿⼯⾃由泡检测时，取样重量为⽩料100克，⿊料125克从预混后的中间储罐取样，转速为2500-3000转/分，搅拌时间6-8秒，测定密度时取⾃由泡沫芯部密度达到上述要求。
三、发泡线⼯艺控制：
⑴料⽐：环戊烷体系控制料⽐为⽩料（含环戊烷）/⿊料=1：1.3
无线通信系统
⑵料温：控制原料温度22±2℃，应保持稳定，特殊情况下需要调整。
⑶机器反应时间：乳⽩时间8-10秒凝胶50-60秒，机器发泡凝胶时间受压⼒和料温影响较⼤，凝胶时间不在范围时应调整料温或机器压⼒。
④机器⾃由泡密度：24-25㎏/m3 ，最低应⼤于23.5㎏/m3。
某科学的变速齿轮⑤模温：模温控制在40℃左右，⼀般为35-40℃，视季节情况进⾏微调。
⑥开模时间：15~20分钟，开模时间的影响因素：模温、环温、产品尺⼨、产品结构等。
⑦环境温度：最佳发泡环境应控制在15-30℃，低于15℃发泡时泡沫熟化慢，温差导致收缩、脱壳等问题，⾼于30℃导致料温难于控制，反应时间偏快、发空等问题。
四、冰箱产品注料量和密度控制
①确保产品密度35-37㎏/m3，最低密度⼤于34 ㎏/m3，不同型号的冰箱密度会有所不同，保温层⽐较薄的冰箱由于流动时所受阻⼒较⼤，箱体密度会偏⾼。
②密度分布的控制：Dmax-Dmin≤ 2㎏/m3
③夏天与冬天注料量和密度控制有所区别：冬天多注料10-15%，是因为冬天模温低、散热快导致泡沫表层结发⽪厚，⽤料量多。
泡浇注时间计算公式：
浇注的混合⽐已定，需要浇注的产品的体积(V)已定，发泡材料的密度(P)已定；然后称量出发泡机第⼀秒的浇注量（M1)，计算出每秒的浇注量（M2）；然后浇注时间是：T=1+（V*P-M1)×1.1/M2；这是理论的浇注量，考虑了10%的过填充；
cvd刀具注：发泡机的M1是包含了开关的影响，⽽M2是不包含开关影响的平均流量
五、尺⼨稳定性试验
泡沫塑料经过熟化后（⼀般24⼩时后）进⾏泡沫试样的选取。
试样尺⼨：长度为100±1mm；宽度为100±1mm；厚度为25±0.5mm，去掉表⽪，按国标规定的温度23±2℃，相对湿度为45-55%进⾏状态调节1⼩时后，进⾏⾼低温试验。
低温条件-30 ℃，24h 尺⼨变化≤0.5%
⾼温条件100 ℃，24h 尺⼨变化≤0.5%
详见GB8811
六、如何判断料⽐是否准确
需要两个⽅⾯结合判定：1、校正⾼压机的料⽐；2、通过机器⾃由泡与⼿⼯⾃由泡之间的差距来判定：⼀般情况下，机器⾃由泡较⼿⼯⾃由泡密度低0.5-1 Kg/m3，主要是因为机器⾃由泡反应获得了更多的热量、反应更加充分。
第五部分箱体常见问题及解决⽅案
1、箱体空洞
1. 注⼊量太少增加注⼊量
2.模具温度太低或太⾼将模具温度调⾄⼯艺要求范围
3.原料温度太低或太⾼将原料温度调⾄⼯艺要求范围
4.⿊⽩料⽐例不对调整⿊⽩料⽐例⾄⼯艺要求范围
5.发泡剂含量太少增加发泡剂含量
6.逃⽓不良增加出⽓孔
7.透⽓胶带不良换成点状透⽓胶带
8.箱体设计不良改善箱体结构设计
9.原料流动性差改善原料流动性
2、泡沫表⾯⽓泡
1、逃⽓不良增加出⽓孔
2、原料温度太⾼或太低将原料温度调⾄⼯艺要求范围
3、模具温度太⾼或太低将模具温度调⾄⼯艺要求范围
4、⿊料⽐例太⾼将⿊⽩料⽐例调⾄⼯艺要求范围
5、混和状态不好改善原料混和效果
3、发泡漏料
1. 模具温度不正确将模具温度调⾄⼯艺要求范围
2. 原料温度太低将原料温度调⾄⼯艺要求范围
3. 箱体密封不好加强箱体密封
4. 注⼊量太⾼降低注射量
5. 原料混和不好改善原料混和效果
6. ⿊⽩料⽐例不对将⿊⽩料⽐例调⾄⼯艺要求范围
7. 发泡剂含量太⾼降低发泡剂含量
8. 原料初始粘度太低增加原料初始粘度
9. 原料反应性太慢提⾼原料反应性
4、泡沫收缩
1.⿊⽩料⽐例不对将⿊⽩料⽐例调⾄⼯艺要求范围
mogii
2.发泡料充填量不够增加发泡料充填量
3.原料混和效果不良改善原料混和效果
4.脱模时间太短延长脱模时间
5.发泡剂含量太⾼降低发泡剂含量
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