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座椅发泡工艺


客 第 2 5 卷 第 3 期












V o l125 N o 13 2003

BUS TECHNOLO GY  AND  RESEARCH

聚氨酯生产的模塑方法
张 静, 袁国渊, 孙天宝
( 郑州宇通客车股份有限公司, 河南 郑州 450061)

摘 要: 介绍生产汽车聚氨酯座垫的模塑方法及座垫泡沫密度对其使用性能的影响。 关键词: 汽车; 座垫; 模塑; 泡沫密度; 开孔度

    汽车工业是我国的重要产业。2001 年我国汽车 产销已突破数百万辆。 汽车座椅和靠背均是由聚氨 酯生产而成, 目前的生产方法主要有热熟化和冷熟 化两种。 随着生活水平的提高, 人们对座椅的舒适性 也提出了更高的要求, 在这方面, 冷熟化比热熟化更 有优势, 但它们又各有其优缺点。 以下主要讨论它们 的发泡方法及区别。

1 汽车座垫可采用的模塑方法
111 热模塑方法
序号
1 2 3 4 5 6 7

热模塑法始于 70 年代中期, 使用 TD I ( 甲苯二 异氰酸酯) 和较低反应性的多元醇, 需要较高的温度 和较长的脱模时间, 因此能耗大、 周期长。 另外, 所制 产品的泡沫回弹性和舒适性较差。 热模塑泡沫的优 点是承载能力较高, 而其制品密度较低, 不需为提高 泡沫开孔度而进行机械压碎处理。
表 1  热模塑法的基本配方 原料比例
( 份) 100 211 110 41 100

为了改进热模塑泡沫的回弹性, 可通过提高泡 沫的透气性来实现。 透气性的提高可利用改变催化 剂或表面活性剂, 控制多元醇的分子量和反应性及 利用开孔剂等手段来达到。 虽然这些方法能改善透

Abstract: T h is p ap er in troduces the m ou ld 2 la stics m ethod of m ak ing the veh icle po lyu rethane sea t cu sh ion and the p effect of the sea t cu sh ion foam den sity on the u sing p erfo rm ance. Key words: V eh icle; Sea t cu sh ion; M ou ld2 la stic; Foam dencity; Ho le den sity p

中图分类号: TQ 320166    文献标识码: B     文章编号: 100623331 ( 2003) 0320029202 序号
1 2 5 6 7 8

气性, 但是往往有不良影响, 例如在发泡时稳定性变 差, 模塑过程中泡沫物理性质降低等。 目前 Dow Chem ica l ( 道化学) 公司的 XF 23010 方见表 1, 相关性能指标见表 2。
表 2  热模塑法的相关性能指标 检测项目 性能指标
48

多元醇是针对热模塑泡沫舒适性开发的。 采用这种 多元醇, 使热模塑泡沫的回弹性改善很大, 而且不会 对其它物理性质产生不利影响, 还可在通常生产线 上利用普通的配方直接使用这种多元醇。 其基本配

备 注

密度 (kg m 3 ) 压缩负荷 25% 变形 (kPa ) 压缩负荷 65% 变形 (kPa ) 拉伸强度 (kPa ) 伸长率 ( % ) 75% 压缩变形率 ( % ) 回弹 ( % )

原料名称

备 注

D esm op hen 3900

( 高活性聚醚 羟值 35) 1, 42二氮双环2( 2, 2, 2) 四己烷



PA P I ( 甲苯 聚苯亚甲基聚异氰酸酯 ) 混合物作原

D abco 33LV

辛酸亚锡 硅油 ( 稳定剂) TD I 80 20 TD I 指数

? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

0112 0115

甲苯

112 冷模塑方法

60 年代开发的冷模塑方法, 开始时使用 TD I

料, 以后开发了使用全 M D I ( 二苯基甲烷二异氰酸 酯) 的模塑方法。此外, 还有使用 TD I ( 甲苯) 以及高 活性聚醚多元醇和聚合物多元醇。 冷模塑法的优点是耗电低, 脱模时间短, 生产效

率高, 设备投资少。 冷模塑泡沫具有高回弹性和高承 载性, 舒适, 耐用和滞后损失低, 特别是全 M D I ( 二 甲苯) 冷模塑法, 只要调节异氰酸酯指数就可改变泡 沫的硬度, 非常容易制成双硬度座垫。 其基本配方和 相关性能指标分别见表 3 和表 4。

415 511 ~ 716 819 ~ 65 179 ~ 8 10 ~ > 35

250 300 ~

kg 01032 m 2

 30















第 2 5 卷 

表 3  冷模塑法的基本配方 序号
1 2 3 4 5 6 7

表 6  热模塑法和冷模塑法的主要操作条件 备 注 模塑方法 发泡体系 热模塑
TD I ( 甲苯) TD I ( 甲苯)

原料名称
N iax Po lyo l x j248

原料比例
( 份) 100 214 110 014

冷模塑
TD I PA P I ( 甲苯 二 MD I ( 二甲苯)

接枝聚醚

水 二乙醇胺
N iaxA 21

备 注 序号
1 2 5 6 7 8

2 冷模塑法和热模塑法优缺点对比

汽车座垫的冷模塑法和热模塑法的优缺点对比 见表 5, 其主要操作条件见表 6。
表 5  汽车座垫模塑方法的优缺点对比 热模塑
TD I

模塑方法 原料

低异氰酸

酯挥发度 高能量效率 低密度 不需要压碎操作 良好的流动性 低模塑成本 良好的泡沫性质 良好的舒适性 高生产率 宽加工范围

注3 3 为非常好; 3 为良好; 无3 为较差。

? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

siliconeL 25307 辛酸亚锡 TD I 80 20 指数

表 4  冷模塑法的相关性能指标 检测项目 单位

密度 (kg m 3 ) 压缩负荷 25% 变形 (kPa ) 压缩负荷 65% 变形 (kPa ) 拉伸强度 (kPa ) 伸长率 ( % ) 75% 压缩变形 ( % ) 回弹 ( % )

TD I

( 甲苯) ( 甲苯)

3 3 3 3 3 3

3 3 3 3 3 3 3

0109 0115 110

28 33 ~ 1016 2514 80 4 160 63

冷模塑 TD I PA P I ( 甲苯 二 甲苯)

3 3 3 3 3

双2( 22二甲基 氨基乙基) 醚 泡沫稳定剂 甲苯 3 3

性能指标

甲苯) 聚醚多元醇 三元醇 三元醇 三元醇 三元醇 羟值 (m gkoh g ) 56 28 34 ~ 29 34 ~ 28 34 ~ 聚合物多元醇 无 有 有 有 模塑温度 ( °) 30 45 ~ 55 60 ~ 53 58 ~ 50 56 ~ C 炉的温度 ( °) 150 200 60 80 ~ ~ 60 80 ~ 60 80 ~ C 脱模时间 (m in ) 15 20 ~ 4 6 ~ 3 6 ~ 3 4 ~ 25 45 ~ 30 55 ~ 35 55 ~ 45 60 ~ 密度 (kg m 3 ) 双硬度 是 是 是 是 使用聚合 使用聚合 使用聚合 使用聚合 制成双硬度方法 物多元醇 物多元醇 物多元醇 物多元醇

3 泡沫密度对汽车座垫性质的影响
泡沫密度是汽车座垫的一个重要物理性质指 标, 它不仅关系汽车座垫的成本, 更重要的是影响汽 车座垫泡沫的性质和功能。 许多研究表明, 当汽车座 垫泡沫的密度减小时, 汽车座垫泡沫的抗张强度降 低, 伸长率减小, 压缩永久变形增加, 耐用性变差, 汽 车座垫泡沫的舒适性随密度减小和厚度变薄而变 差。 因此, 必须保证足够的泡沫密度, 并要兼顾性能、 质量和成本诸多因素。

kg 01032 m 2 MD I ( 二甲苯)

4 汽车座垫泡沫的开孔度
为了减少废品率, 制造厂不得已在配方上控制 加工宽度的上限 ( 过分稳定) , 使泡沫产生较多的闭 孔, 在其反应之后温度下降低时造成泡沫收缩, 因 此, 要及时利用机械碾压和真孔破碎的方法闭孔。 只 有合格的开孔度, 才能保证泡沫的回弹性, 保证泡沫 座垫的舒适性。 无论用哪种方法保证开孔度, 都需要添加设备 和花费一定的工时, 既增加投资, 又使操作繁琐, 生 产效率降低。 Dow Co rn ing ( 陶氏公司) 的 Xz25249 表面活性 剂能在发泡反应时促进孔壁的排液, 从而使泡孔壁 变薄, 更容易变为开孔。 使用这种表面活性剂的泡 沫, 不需要压碎闭孔操作。
收稿日期: 2002201217

3 3


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