pu发泡材料适合做什么产品（PU发泡工艺简介）
pu发泡材料适合做什么产品（PU发泡工艺简介）B: PU 硬泡(Rigid PU) PU 硬泡主要应用于冷冻冷藏设备的保温层，常见的冰箱、冰行业的垫肩、文胸海绵，建筑行业的吸音降震隔层等。 PU 材料可以应用于粘接剂，弹性体，涂料，发泡等，其中聚氨酯发泡根据其硬度及用途可以分以下 3 种：A：PU 软泡（Flexible PU），软泡主要用于家具行业的座椅、沙发、床垫垫材，制衣
聚氨酯（PU）是一种新型的有机高分子材料，于 1937 年首先由拜耳在实验室合成，
二十世纪五十年代用于工业化生产，在六十年代得以迅速发展。因其卓越的性能而被广泛
应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建
材、汽车、国防、航天、航空等。
PU 材料可以应用于粘接剂，弹性体，涂料，发泡等，其中聚氨酯发泡根据其硬度及用
途可以分以下 3 种：
A：PU 软泡（Flexible PU），软泡主要用于家具行业的座椅、沙发、床垫垫材，制衣
行业的垫肩、文胸海绵，建筑行业的吸音降震隔层等。
B: PU 硬泡(Rigid PU) PU 硬泡主要应用于冷冻冷藏设备的保温层，常见的冰箱、冰
柜、冷库、冷藏车等，工业的运输管道，储存罐等。PU 硬泡在建筑材料上的优势是非常明
显的，可以做成防水材料，填缝堵漏。更大的用处是可以仿制成木材，具有强度高、韧性
好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比
天然木材等，可替代天然木材制作各类高档制品。在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占
硬泡总消耗量的 70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业
的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大。
C:PU 半硬泡(Semi-rigid PU) PU 半硬泡吸能性泡沫体具有优异的减震、缓冲性能，良
好的抗压缩负荷性能及变形复原性能，其 典型的应用是用于汽车保险杠。另外汽车内饰
方向盘、扶手、头枕，主仪表板等均采用半硬发泡。其工艺采用在骨架与表皮之间填充 AB
料，达到骨架，表皮，与发泡料粘接，这种工艺生产出来的内饰件手感良好，纹理、光泽
均匀。广泛运用于高档乘用车，国内一些大型商用车也在尝试引用此种工艺做汽车内饰。
本文重点以汽车发泡主仪表板为例，介绍发泡工艺、发泡材料、发泡模具、设备，以
及质量状态控制要点。
图 2、发泡机构成示意图
A/B 料在各自的管路里不停循环，从料罐出来后，依次经过过滤器，高压泵，流量
计，混合头，然后再返回料罐，形成回路，见图 2 示意图。只有在需要浇料时，A/B 料
在流经混合头时混合头才会打开，两种料混合后开始反应发泡。
图 3、高低压循环压力，料流路径示意图
为了保证管路里面的料温度一致和防止管路堵塞，发泡机在没有生产时需要保持低
压循环，当需要浇料时转换到高压循环，待高压稳定后开始浇料，见图 3 示意图。
POL ISO 搅拌器 搅拌器
液位 液位
高压泵
混合头 液压单元
过滤器 过滤器
流量计 流量计
1、循环 （开始准备） 2、混合 3、 清洁
AB 料经过混合头在高压混合注入发泡模具里的，混合头在整个浇注系统是非常重
要的组成部分。
发泡混合头工作示意动画
1、循环 设备在高压或者低压循环时，活塞 2 向前，料流经混合头时经过活塞内
的凹槽再流回料罐，形成回路。
2、混合 在浇料时，活塞 1 往上退，活塞 2 往后退，料在流经混合头时进入到混
合室，A/B 料在混合室内混合后再经过 90°进入到喷嘴，保证料的混合强度和防止料流
出后飞溅。
3、清洁 活塞 2 往前，料停止混合；活塞 1 向下清理掉壁上的料。
三、发泡模架完整的发泡模架包括升降机构，翻转机构，模具快换系统、电气控制部分。
模架应能实现模具的开模，合模，角度翻转等动作；水电气接口，满足 HSE 要求等。
图 5、发泡仪表板模具模架 图 5、发泡仪表板模具模架
四、发泡模具介绍发泡模具的材质为铝，上下模具里有很多真空吸附孔，目的是为了让骨架和表皮
能很好的定位，否则发泡出的产品会出现棱角变形，发泡模具的密封方式有硬密封和
充气密封，硬密封不可调，充气密封可调，通过调整充气密封条的充气时间来调整溢
料和排气的效果，作用类似注塑模具的针阀。
表一、发泡模具的主要构成
6、充气密封条
当发泡料流动密封条处时，软管内充气膨胀，使得表皮和骨架贴合到一起起到密
封的作用；在发泡完成后，软管泄气，表皮和骨架分开能使里面的气体排出。
图 7、硬密封
硬密封采用在骨架上设计密封筋，在发泡时靠密封筋压在表皮上，起到密封
的作用，见图 7。
图 8、硬密封和充气密封条展示
红色为硬密封条 绿色为充气密封条
图 9、模具密封示意图
为了实现模具发泡的密封和排气功能，除了上面提到的密封结构外，还需要
模架的气垫共同来实现，它们的过程如下：
1) 在初始状态，模架气垫和充气密封条都是处于未充气状态；
2) 当开始生产，模具合模后气垫充气，密封条未充气，这样有利于空气的排
出；
3) 当发泡料流到密封条位置时密封条开始充气密封；
4) 发泡到一定程度需要排出发泡产生的气体，这是充气密封条和气垫依次放
气；
5) 放气完成后，气垫充气一直到发泡熟化完成，放气开模。
图 10、某汽车仪表板模具 图
五、发泡工艺介绍发泡过程：
1. 浇料（开模/闭模）
2. 产生气体发泡
3. 排出模腔内空气
4. 发泡料充满整个型腔，密封条充气密封
5. 放气排出 CO2，（密封条放气、气垫放气）
6. 熟化
7. 脱模取出零件
在整个过程中需要严格控制温度，发泡料、骨架、表皮、模具、环境。
六、质量控制要点：为了获得稳定的质量状态，PU 发泡生产厂房尽量保证恒温恒湿，骨架需要火焰处
里必须放置 4 小时以上才能使用，否则影响粘接力。在生产过程中要严格控制模具温
度及 A/B 料温，混合头压力、流量等参数。时间设置要严格控制密封条的充气时间，
放气时间，气垫充气时间，气垫放气时间，以及熟化时间。同时加强对员工操作培
训，对质量缺陷的识别等。每班生产必须进行杯测以验证设备材料的状态。
图 12、杯测图片
杯测的重要参数包括：起泡时间、拉丝时间、上升发泡、自由发泡密度。
七、总结：为了保证产品质量，需要对模具、设备、人员培训、环境温度、原材料（发泡
料， 表皮，骨架）的监控，以及合理的结构设计。完整的发泡主仪表的生产除了发
此外，还包括搪塑，骨架注塑，火焰处理，表皮弱化，铣削，装配。每个环节对 后
的质量影响都是巨大的，所以在前期的项目策划必须科学合理。
