汽車儀表板的填充發泡材料普遍為半硬質PU泡沫,它與軟質泡沫相似,開孔率在90%以上。兩者的主要區別是半硬質泡沫塑料具有較高的壓縮強度,變形后,半硬泡沫的復原速度較緩。在相同試驗條件下,軟泡壓縮永久變形為4%一8%,而半硬泡則為15%一30%。半硬泡的減震性能優良,非常適合于制作頭枕、吸震墊等,對乘用人員安全起極其重要的作用。
PU的原料宜選用高活性聚醚和異氰酸酯,發泡參數如下。
(1)模具溫度和壓力 發泡反應是放熱反應,反應開始后,溫度很快達到100℃,因此,澆注模具不需加熱。但有時會因氣候變化而引起泡沫質量不穩定,研究發現,這是由于模具溫度變化引起的。溫度低時,化學反應雖能進行,但速度較慢。溫度高時,則化學反應太快而不易操作。如將模具溫度控制在25—35℃,料溫控制在35℃左右,泡沫質量不再受環境變化的影響。
(2)模具內壓力 發泡反應時放出CO2,使模具內產生壓力。隨時間的增加,壓力逐漸上升,調節模具內的壓力就可得到不同密度的產品。也可以通過填充不同量的樹脂來控制產品的密度。生產中常采用加人過量15%的樹脂以使壓力控制在(1—1.5)X10^5Pa范圍內來得到密度120—150kg/m3的半硬泡沫。
(3)脫模時間 異氰酸酯與聚醚混合后,經過乳白、起發、熟化等過程而迅速充滿整個模具。2min內反應混合物達到最高溫度,模具內壓力很高,如這時脫模會使皮層與泡沫之間分開,產生空洞。當發泡5min后,壓力逐漸釋放,這時可以取出制件,放置后熟化。這種后熟化的過程使剩余的異氰酸酯之間發生縮聚,增加泡沫交聯密度,而使硬度進一步提高。
搪塑和澆注發泡工藝參數見表6—10。