在汽车座椅聚氨酯软泡的双硬度发泡工艺中,实现不同区域硬度差异的核心,在于综合运用 “配方分区调控” 与 “模具及工艺辅助” 两大策略。其目标是使座椅的支撑区(如侧翼、腰托)与乘坐区(如坐垫、靠背中心)形成显著的性能梯度,从而兼顾舒适性与包裹支撑性。具体主要通过以下三种方法实现:
多组分浇注:
差异化配方直接灌注
这是最直接的方法,依赖于两套或多套独立的精密计量与浇注系统。生产时,将不同配方的聚氨酯原料精准注入模具的不同区域,实现源头的配方差异化:
乘坐区:采用 “低交联度、高分子量聚醚多元醇占比高” 的软质配方,以形成疏松柔韧的聚合物网络,获得低硬度与高舒适性。
支撑区:采用 “高交联度、添加更多聚合物多元醇(如聚酯多元醇)、或更高异氰酸酯指数” 的硬质配方,以构建更为致密坚固的聚合物网络,提供高硬度与强支撑力。
浇注过程中,由高精度机械手控制注料枪的移动轨迹与启停,严格确保不同配方在空间上隔离,避免交叉混合,从根源上形成硬度分区。
模具分区设计:
物理阻隔实现独立反应
此方法通过模具本身的物理结构来实现分区。在模具内设计隔料槽、挡筋或嵌件等物理隔断,将型腔清晰地划分为“软区”和“硬区”。
生产时,将不同硬度的配方分别注入其对应的区域。这些分隔结构能有效阻止两种混合料在发泡膨胀初期发生流动混合,确保它们在各自独立的腔体内完成化学反应与固化过程,最终在泡沫件上形成一条清晰可辨的硬度分界线。这种方法常见于对分区边界要求明确的部位,如座椅侧翼与坐垫之间。
工艺参数分区调控:
利用反应与密度差异
此方法通过调控模具不同区域的发泡条件,间接影响泡沫结构以形成硬度差,通常作为前两种方法的补充和优化。
分区控温:将支撑区对应的模具温度提高 5-10°C (如从50°C升至60°C)。较高的温度会加速异氰酸酯与组分的反应,促进聚合物链的增长与交联,形成更致密的三维网络结构,从而有效提升该区域的泡沫模量与硬度。
分区注料控制:通过精确控制浇注量,可以向支撑区注入稍多的原料。这实质上是增加了该区域的填充密度。由于泡沫的硬度与密度的平方呈正相关关系,该区域的硬度随之显著提高。
需要强调的是,工艺参数调整法通常与配方差异化或模具分区法协同使用,用于对硬度梯度进行微调和放大,以实现更精益求精的舒适性设计。
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