PU薄膜的模內(nèi)發(fā)泡

來(lái)源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-11-12 09:49:54點(diǎn)擊率：

　　意大利GMP公司生產(chǎn)的兩層聚亞安酯和一層高性能的熱塑料薄膜通過(guò)兩步成型法制成的四層冰箱前部外殼就是其中一例。其核心工藝是利用真空熱鑄模技術(shù)使一層4毫米厚的熱塑性微孔Baydur 60與塑料薄膜在模具內(nèi)發(fā)泡，Baydur 60是由德國(guó)Bayer 聚合物生產(chǎn)的一種抗沖擊性能優(yōu)異的PU材料制得，即使不添加其他增強(qiáng)材料，也可以制得不易變形的板材。接下來(lái)，在這層外板和箱體內(nèi)板之間插入一層PU絕緣泡沫。

　　可以看出，這種被GMP公司稱(chēng)為FPT(PU材料成膜技術(shù))的工藝具有很多的優(yōu)點(diǎn)。由于采用了深度成型技術(shù)，可著色的膜材料具有非常優(yōu)良的表面性能，可以省去后續(xù)的噴漆工藝，相比需要噴漆的傳統(tǒng)PU RIM工藝，成本可降低30%，自動(dòng)化程度高的FPT技術(shù)提高了生產(chǎn)效率，使用FPT技術(shù)還使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可以充分利用PU的優(yōu)點(diǎn)，并且可以增加復(fù)合材料中聚亞胺酯部分的厚度。另外，成型件的尺寸可以根據(jù)需要向注塑成型中熱塑性材料一樣有較大的調(diào)整自由。

　　通過(guò)纖維強(qiáng)化進(jìn)一步拓展應(yīng)用前景

　　現(xiàn)在，這種模內(nèi)涂膜發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)的高效聚亞胺酯發(fā)泡材料可以用于家居用品、浴室以及娛樂(lè)場(chǎng)所的電器產(chǎn)品，進(jìn)行纖維強(qiáng)化后還可以進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，這也是GMP公司所開(kāi)發(fā)的FFT(纖維增強(qiáng)聚亞胺酯涂膜)技術(shù)的要點(diǎn)所在，該公司已經(jīng)獲得了這項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)利。

　　GMP公司的研究人員滿(mǎn)足了建筑設(shè)備和農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)業(yè)的要求，如：

　　降低了成型件的重量和成本

　　提高了生產(chǎn)效率

　　表面美觀

　　機(jī)械性能好

　　質(zhì)量均一

　　熱膨脹系數(shù)與金屬相近，方便加工

　　如其它聚合物材料一樣，添加纖維材料可有效地提高樹(shù)脂產(chǎn)品的強(qiáng)度，并使成型件不易變形。這樣，纖維增強(qiáng)PU材料即使制成薄壁件也有很高的機(jī)械性能。利用FFT工藝生產(chǎn)的薄壁注塑件可以獲得高的韌度值且重量輕。

　　為了獲得相同的結(jié)構(gòu)剛性，F(xiàn)FT工藝生產(chǎn)的注塑件比SMC工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品略厚一些。但是FFT工藝生產(chǎn)的PU產(chǎn)品的密度更低(由1.8kg/cm3降為1.35 kg/cm3)，因此產(chǎn)品的重量有顯著的降低。另外低密度材料通過(guò)FFT工藝制得的產(chǎn)品的抗沖擊性能與SMC工藝產(chǎn)品基本相同。

　　除此以外，F(xiàn)PT工藝制得的產(chǎn)品還具有表面硬度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，電學(xué)性能優(yōu)良，以及熱碰撞系數(shù)低，隔音、絕熱性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

　　快捷的噴霧生產(chǎn)工藝

　　FFT生產(chǎn)工藝是由已被廣泛應(yīng)用的PU RRIM工藝演化而來(lái)的。首先將玻璃纖維裁剪成不同的長(zhǎng)度后加入到以Baydur 60 聚亞安酯樹(shù)脂為主的混合物中，而后通過(guò)機(jī)械噴霧的方法涂覆到開(kāi)放式模具底層的熱塑性塑料薄膜上。通常玻璃纖維的含量為15%-40%，長(zhǎng)度為25-50mm;也可以根據(jù)具體要求靈活的改變纖維的長(zhǎng)度和含量。，封閉模具并使聚亞安酯在模具內(nèi)發(fā)泡、固化，而后與底層薄膜牢固的粘結(jié)在一起，即使在高溫下也不剝離。

　　FFT工藝?yán)^承了PU RRIM方法的許多優(yōu)點(diǎn)，例如可以靈活調(diào)節(jié)成型件的厚度，以獲得其力學(xué)穩(wěn)定性，一般無(wú)需再添加金屬增強(qiáng)材料，但是，如果有必要，還是可以添加的。

　　連接部件例如螺母、絞鏈等也可以通過(guò)聚亞安酯的發(fā)泡來(lái)制備。通過(guò)調(diào)節(jié)纖維的長(zhǎng)度和含量，可以根據(jù)客戶(hù)要求生產(chǎn)出具有不同彈性、強(qiáng)度和抗沖擊性能的部件，因而FFT工藝具有很好的適應(yīng)性，對(duì)應(yīng)力集中的地方也可以通過(guò)改變纖維的長(zhǎng)度和含量來(lái)進(jìn)行加固。

　　高性?xún)r(jià)比的薄膜

　　目前FFT工藝選用的樹(shù)脂基材為PVC或PET-G，有多種顏色和表面質(zhì)量可供選擇。在涂膜成型前，采用高性能的丙烯酸涂層可以使薄膜的表面具有從不透明直到高光澤(反射角超過(guò)60o時(shí)達(dá)到85%以上)，優(yōu)良的表面硬度和/或抗刮擦性能(>鉛筆硬度F)，和化學(xué)穩(wěn)定性(如清洗劑和FFT工藝值得的薄膜還具有很高的硬度、抗刮擦性(鉛筆硬度為F)，以及很好的化學(xué)穩(wěn)定性(耐清洗劑及酒精)。在成形過(guò)程中，可見(jiàn)的涂膜用一層可撕去的、50毫米厚的PE-LD薄膜遮蓋住對(duì)于室外應(yīng)用的板材，GMP公司以PVDF作為薄膜基材，成形件具有下列特征：

　　表面光澤度高達(dá)80%(60o的反射角)

　　紫外線照射下光澤度下將不超過(guò)4%

　　表面硬度級(jí)別超過(guò)鉛筆硬度F

　　表面耐油時(shí)間超過(guò)24小時(shí)

　　表面耐烴時(shí)間不少于24小時(shí)

　　表面耐水時(shí)間超過(guò)100小時(shí)

　　耐酸(15%)和耐堿(15%)性能好

　　玻纖增強(qiáng)聚亞胺酯與內(nèi)外兩層薄膜結(jié)合得非常好，不易剝離。

　　產(chǎn)能高

　　由于省去了噴漆步驟，F(xiàn)FT工藝以及FPT工藝得到的產(chǎn)品都有一定的成本優(yōu)勢(shì)。而且，與傳統(tǒng)的SMC、金屬或其它聚合材料注塑成型以及RIM工藝相比，F(xiàn)FT工藝的生產(chǎn)周期更短。在一條僅有四個(gè)工序的簡(jiǎn)單生產(chǎn)線上，經(jīng)過(guò)薄膜的深度成型以及Baydur模內(nèi)發(fā)泡等步驟，按照兩個(gè)輪班計(jì)算，每條生產(chǎn)線上每天可以制得100到120件產(chǎn)品，也就是說(shuō)這樣一條生產(chǎn)線的年生產(chǎn)能力就達(dá)到100，000件。

　　小的模具和低的起始成本增加了這種供需的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)，而FFT工藝的模內(nèi)壓力低，因此可以使用鋁制模具進(jìn)行注塑。這不僅降低了成本，而且使工廠可以各具市場(chǎng)的變化作出及時(shí)的反應(yīng)。

　　FFT工藝使成膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，因?yàn)槌赡ぜ夹g(shù)要求穩(wěn)定性高，成本低，產(chǎn)品的表面質(zhì)量好，但不用達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。也完全符合要求。目前FFT工藝應(yīng)用的領(lǐng)域是建筑設(shè)備和農(nóng)業(yè)機(jī)械，例如制備挖掘機(jī)的外殼，此時(shí)表面涂層是否鮮亮并不主要，重要的是薄膜表面質(zhì)量的可靠、較輕的重量以及低廉的生產(chǎn)成本。

　　不噴漆也堅(jiān)固光潔

　　GMP公司為日本Komatsu公司制備的挖掘機(jī)外殼顯示，通過(guò)FFT技術(shù)，不使用噴漆工藝也可以制得堅(jiān)固、光潔的表面。這些大尺寸的車(chē)輛外殼以前是用RIM工藝生產(chǎn)的，之所以改用FFT工藝，一方面是為了進(jìn)一步降低成本，另一方面是為了使外殼的表面性能更加穩(wěn)定。

　　傳統(tǒng)的RIM工藝是將外殼做成單一部件，內(nèi)部的一層以后貼上去。FFT工藝則是分別制備出兩邊和上面的殼體，然后在發(fā)泡插孔中置入膠粘劑，通過(guò)化學(xué)方法將各個(gè)部件粘結(jié)起來(lái)。RIM工藝制備的外殼兩邊部分不夠堅(jiān)固，因而通不過(guò)抗沖擊實(shí)驗(yàn)要求。新外殼的優(yōu)點(diǎn)是殼體側(cè)邊都是由玻纖增強(qiáng)材料制得，堅(jiān)固耐用。

　　與SMC工藝相比，F(xiàn)FT工藝制得的產(chǎn)品成本更低，機(jī)械強(qiáng)度也更好，因而能夠被廣泛的接收。尺寸為740mm×1500mm×750mm，重約12kg的挖掘機(jī)外殼的厚度只有3.5-4mm，要達(dá)到這樣的機(jī)械強(qiáng)度，SMC工藝制備的產(chǎn)品必須要重得多。通過(guò)落體實(shí)驗(yàn)也能看出FFT工藝產(chǎn)品的堅(jiān)固性?xún)?yōu)于SMC工藝產(chǎn)品。FFT工藝產(chǎn)品的韌性強(qiáng)，發(fā)生小的碰撞事故時(shí)也不會(huì)破裂。而且FFT工藝產(chǎn)品的耐刮擦性能也很好，適合于野外作業(yè)或者用作地面材料。

　　正如預(yù)想的那樣， FFT工藝制備的挖掘機(jī)外殼的價(jià)格非常有競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)樵谡麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，模具所需成本低(鋁制模具)，生產(chǎn)效率高，表面不需要噴漆，與SMC工藝產(chǎn)品相比，成本降低達(dá)30%左右。

　　環(huán)境友好性也是FFT工藝值得一提的優(yōu)點(diǎn)。由于革除了噴漆工藝，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有使用任何溶劑，使得FFT工藝的污染更小。FFT工藝產(chǎn)品的重量低，成本小，機(jī)械強(qiáng)度高，而且?guī)缀鯖](méi)有環(huán)境污染，因此FFT工藝產(chǎn)品將廣泛用于建筑設(shè)備和農(nóng)業(yè)機(jī)械外殼的制備。

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