Proceso de espuma moldeada de piel completa

Los productos moldeados de espuma plástica flexible normalmente tienen capas exteriores delgadas y se usan comúnmente para cojines, reposacabezas, etc. Estos productos suelen requerir una cubierta exterior adicional, como PVC, para formar una capa superficial. Esto hace que el proceso sea relativamente complejo, requiera mucha mano de obra, consuma espacio y sea menos eficiente. En los últimos años, se ha desarrollado un proceso de moldeo de piel completa, en el que el núcleo de espuma de baja densidad y la piel suave de alta densidad se forman simultáneamente en un solo paso durante el moldeo. Esto elimina la necesidad de unir por separado una capa superficial, lo que simplifica significativamente el proceso.

Proceso típico de moldeado de piel completa

Un proceso de producción típico para el moldeado de piel completa incluye los siguientes pasos:

①　 Preparación del molde

②　 Moldeo por inyección

③　 Precurado

④　 Desmoldeo del producto

⑤　 Post-curado

⑥　 Limpieza del producto

⑦　 Pintura

Para lograr productos moldeados con pieles fuertes y duraderas y una apariencia excelente, se deben seleccionar formulaciones y condiciones de moldeo apropiadas.

Diferencias clave entre las formulaciones de moldeo convencionales y de piel completa

La principal distinción en la formulación para el moldeado de piel completa es el requisito de una superficie lisa y libre de poros. Esto prohíbe el uso de dióxido de carbono generado por la reacción de isocianato y agua como agente espumante. En su lugar, se deben utilizar agentes espumantes externos. Sin embargo, omitir agua de la formulación reduce la presencia de grupos urea en la cadena molecular, lo que conduce a una menor resistencia y rigidez de la cadena. Para compensar, normalmente se añaden a la formulación diaminas aromáticas, dioles de cadena corta u otros agentes reticulantes de bajo peso molecular. Además, el MDI se utiliza a menudo en lugar del TDI para aumentar la proporción de segmentos rígidos de la cadena y mejorar la resistencia.

Consideraciones del proceso

• Control de temperatura del molde: La temperatura del molde es crítica. Las temperaturas más bajas del molde dan como resultado una mayor densidad de la piel y capas de piel más gruesas. Sin embargo, las temperaturas más bajas del molde también prolongan el ciclo de moldeo, dificultan el curado y afectan negativamente el rendimiento de deformación por compresión del producto. Para solucionar este problema, se utilizan comúnmente moldes de aleación de aluminio con alta conductividad térmica y se aplican técnicas de enfriamiento instantáneo a la superficie calentada del molde para disipar rápidamente el calor de la reacción e inhibir la formación de espuma en la superficie. Una vez formada la piel, el núcleo depende del calor de reacción interno del material para formar espuma y curar, lo que garantiza productos de alta calidad y una producción eficiente.
• Agente de liberación: La elección del agente de liberación afecta significativamente la suavidad y adherencia de la piel del producto. Los agentes desmoldantes adecuados deben garantizar un fácil desmolde sin comprometer la afinidad del producto por la pintura. De lo contrario, es posible que se requieran pasos de limpieza adicionales durante el proceso de pintura.
• Temperaturas del material y del molde: Temperaturas del molde entre 30–60°C y temperaturas del material entre 20–35°Generalmente se recomiendan C.
• Proporción de llenado: La proporción de llenado del material en el moldeado de piel completa suele ser mayor que en los procesos de moldeo convencionales. Proporciones de llenado más altas conducen a mayores rendimientos pero también aumentan la densidad y el costo del producto. Es necesario alcanzar un equilibrio razonable.

Ventajas del moldeado de piel completa

En comparación con los procesos de moldeo convencionales, el moldeo de piel completa ofrece varias ventajas, entre ellas:

• Ciclos de producción más cortos
• Mayor producción
• Equipos y procesos más simples
• Menores costos de inversión
• Mayor productividad laboral
• Calidad superior del producto

Sin embargo, el coste de las materias primas es ligeramente mayor, ya que la piel de poliuretano es más cara que la piel de PVC.

Consideraciones ambientales

Con la prohibición del CFC-11 y productos relacionados, se han adoptado alternativas respetuosas con el medio ambiente como el HCFC-141b, el pentano (por ejemplo, ciclopentano, isopentano), HFC-245fa y HFC-365mfc como agentes espumantes para productos moldeados de poliuretano de piel completa. .

• El HCFC-141b se considera un sustituto transitorio y todavía está permitido en China durante algunos años más, pero está prohibido internacionalmente desde 2003.
• Los agentes a base de pentano ya se utilizan a nivel nacional, por lo que vale la pena promover productos con cero DOP. Sin embargo, se necesitan precauciones de seguridad para evitar incendios y explosiones.
• El HFC-245fa y el HFC-365mfc son alternativas eficaces pero costosas.

Teniendo en cuenta estos factores, el autor aboga por el desarrollo de agentes espumantes a base de agua para productos de PU de piel completa. Aunque técnicamente son un desafío, los avances en la calidad y estructura del poliéter hacen que el desarrollo de la próxima generación de productos moldeados de piel completa a base de agua sea completamente factible. A continuación se muestra una formulación recomendada de producto moldeado de piel completa soplado con agua y con bajo contenido de COV.

Formulación estándar para moldeo de piel completa soplado con agua

• Caradol MC36-09: 100 partes en peso
• MEG: 10 partes en peso
• Poliol Tpo8: 3 partes en peso
• Agua: 0,5 partes en peso
• PC CAT NP15: 0,2 partes en peso
• PC CAT T135: 0,06 partes en peso
• Índice de isocianato: 1.05