Processo de formação de espuma moldada em toda a pele

Os produtos moldados de espuma plástica flexível normalmente têm revestimentos externos finos e são comumente usados ​​em almofadas, encostos de cabeça, etc. Esses produtos geralmente requerem uma cobertura externa adicional, como PVC, para formar uma camada superficial. Isso torna o processo relativamente complexo, trabalhoso, demorado e menos eficiente. Nos últimos anos, foi desenvolvido um processo de moldagem de camada completa, no qual o núcleo de espuma de baixa densidade e a camada lisa de alta densidade são formados simultaneamente em uma única etapa durante a moldagem. Isto elimina a necessidade de colar separadamente uma camada superficial, simplificando significativamente o processo.

Processo típico de moldagem de pele inteira

Um processo de produção típico para moldagem completa inclui as seguintes etapas:

①　 Preparação do molde

②　 Moldagem por injeção

③　 Pré-cura

④　 Desmoldagem do produto

⑤　 Pós-cura

⑥　 Limpeza do produto

⑦　 Pintura

Para obter produtos moldados com películas fortes e duráveis ​​e excelente aparência, formulações e condições de moldagem apropriadas devem ser selecionadas.

Principais diferenças em formulações de moldagem convencional e de pele inteira

A principal distinção na formulação para moldagem de camada completa é a exigência de uma superfície lisa e sem poros. Isto proíbe o uso de dióxido de carbono gerado pela reação de isocianato e água como agente espumante. Em vez disso, devem ser usados ​​agentes espumantes externos. No entanto, a omissão de água da formulação reduz a presença de grupos ureia na cadeia molecular, levando à diminuição da resistência e rigidez da cadeia. Para compensar, normalmente são adicionados à formulação diaminas aromáticas, dióis de cadeia curta ou outros agentes de reticulação de baixo peso molecular. Além disso, o MDI é frequentemente usado no lugar do TDI para aumentar a proporção de segmentos rígidos da corrente e melhorar a resistência.

Considerações sobre o processo

• Controle de temperatura do molde: A temperatura do molde é crítica. Temperaturas mais baixas do molde resultam em maior densidade de película e camadas de película mais espessas. No entanto, temperaturas mais baixas do molde também prolongam o ciclo de moldagem, dificultam a cura e afetam negativamente o desempenho da deformação por compressão do produto. Para resolver isso, moldes de liga de alumínio com alta condutividade térmica são comumente usados, e técnicas de resfriamento rápido são aplicadas à superfície aquecida do molde para dissipar rapidamente o calor da reação e inibir a formação de espuma na superfície. Uma vez formada a película, o núcleo depende do calor de reação interna do material para formar espuma e curar, garantindo produtos de alta qualidade e uma produção eficiente.
• Agente desmoldante: A escolha do agente desmoldante afeta significativamente a suavidade e adesão da pele do produto. Os agentes desmoldantes adequados devem garantir uma desmoldagem fácil sem comprometer a afinidade do produto pela tinta. Caso contrário, poderão ser necessárias etapas adicionais de limpeza durante o processo de pintura.
• Temperaturas do material e do molde: temperaturas do molde entre 30–60°C e temperaturas do material entre 20–35°C são geralmente recomendados.
• Taxa de enchimento: A taxa de enchimento do material na moldagem de camada completa é normalmente mais alta do que nos processos de moldagem convencionais. Taxas de enchimento mais altas levam a rendimentos mais elevados, mas também aumentam a densidade e o custo do produto. Deve ser alcançado um equilíbrio razoável.

Vantagens da moldagem de pele inteira

Em comparação com os processos de moldagem convencionais, a moldagem full-skin oferece diversas vantagens, incluindo:

• Ciclos de produção mais curtos
• Maior produção
• Equipamentos e processos mais simples
• Custos de investimento mais baixos
• Maior produtividade do trabalho
• Qualidade superior do produto

Porém, o custo das matérias-primas é um pouco mais alto, pois o revestimento de poliuretano é mais caro que o revestimento de PVC.

Considerações ambientais

Com a proibição do CFC-11 e produtos relacionados, alternativas ecologicamente corretas, como HCFC-141b, pentano (por exemplo, ciclopentano, isopentano), HFC-245fa e HFC-365mfc foram adotadas como agentes de expansão para produtos moldados de poliuretano de revestimento completo. .

• O HCFC-141b é considerado um substituto transitório e ainda é permitido na China por mais alguns anos, mas foi proibido internacionalmente desde 2003.
• Os agentes à base de pentano já são utilizados no mercado interno, sendo produtos sem DOP que vale a pena promover. No entanto, precauções de segurança são necessárias para evitar incêndios e explosões.
• O HFC-245fa e o HFC-365mfc são alternativas eficazes, mas dispendiosas.

Considerando esses fatores, o autor defende o desenvolvimento de agentes de expansão à base de água para produtos de PU de pele inteira. Embora tecnicamente desafiadores, os avanços na qualidade e estrutura do poliéter tornam totalmente viável o desenvolvimento da próxima geração de produtos moldados de pele completa à base de água. Abaixo está uma formulação recomendada de produto moldado para pele inteira com baixo VOC e soprado por água.

Formulação padrão para moldagem de pele inteira soprada por água

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