座椅用PU發(fā)泡軟墊一般采用發(fā)泡機(jī)模塑成型工藝。
發(fā)泡機(jī)可分為低壓發(fā)泡機(jī)和高壓發(fā)泡機(jī)。
低壓發(fā)泡機(jī)是把A組分(異氰酸酯)和B組分(多元醇+發(fā)泡劑+催化劑+其他輔助材料)經(jīng)計(jì)量泵輸送到澆注頭的攪拌室中，經(jīng)攪拌后注入發(fā)泡模內(nèi)成型。其缺點(diǎn)是每次澆注后攪拌室要用溶劑將殘余物洗凈，浪費(fèi)溶劑，污染環(huán)境，但設(shè)備投資低。高壓發(fā)泡機(jī)是A、B兩組分經(jīng)高壓泵送入高壓澆注頭的混合室中，在15～18MPa高壓下瞬間混合后即澆入模內(nèi)發(fā)泡成型。其優(yōu)點(diǎn)是混料均勻，不需要用溶劑清洗，但設(shè)備投資較高。
座椅墊模壓成型可采用熱硫化法或冷硫化法。
熱硫化工藝是把A、B兩種組分澆入模具后，需在160℃以上溫度下硫化10～14min，模具冷卻后脫模即得制件。由150～250℃的熱風(fēng)爐提供熱能，在模內(nèi)進(jìn)行聚合、發(fā)泡、硬化等工序，完成一隔周期(包括脫模時(shí)間)約10～15min。
這種工藝需要把模具反復(fù)加熱和冷卻，工業(yè)上多采用金屬模具，鋁合金模尤其適宜。同時(shí)需采用大型烘道，因此好能大。而且金屬模具具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，不易變形和清洗方便。
由于PU對(duì)于大多數(shù)材料具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，為了便于制品脫模，通常使用高熔點(diǎn)微晶蠟的溶液或水溶液以及聚乙烯分散液，或采用長(zhǎng)效期脫模劑，如各種硅、氟樹脂。
在熱硫化模壓工藝中，為得到滿意的模塑制品，必須采用有效的硫化條件。通常在發(fā)泡結(jié)束之后，模具必須在1min內(nèi)迅速加熱，以補(bǔ)充模具表面的熱量損失。但加熱太快易造成泡沫的不溫度因素，引起部分塌泡，但過(guò)多的熱量易使脫模劑液化被泡沫體所吸收，易造成黏附在模具表面。如加熱太慢，則影響硫化，影響制品的壓縮變形性能。加熱熱源可采用氣體燃料或其他輻射加熱等方法，加熱后還需在烘道中進(jìn)行保溫。由于上述裝置占地面積大，能量損耗可觀，目前多采用微波加熱。微波加熱是通過(guò)激化內(nèi)部的物料分子使溫度升高，加熱速度快，在模溫較低的情況下，物料能迅速硫化，設(shè)備緊湊，廠房占地面積少，能量損耗較少。
近年來(lái)冷硫化模壓工藝得到了發(fā)展。此法節(jié)約能量，生產(chǎn)效率提高，且可以采用廉價(jià)的非金屬模具，逐漸取代了熱硫化工藝。但是，熱硫化法利用較廉價(jià)的聚醚多元醇可得到具有低密度、高伸長(zhǎng)率、壓縮永久變形小的制品。因此在日本和歐洲仍由很多公司用熱流化法生產(chǎn)汽車座椅墊，尤其是靠墊和后排座的泡沫墊。
影響泡沫塑料性能的因素
一、加工因素
泡沫塑料性能受加工因素的影響，主要有設(shè)備、工藝過(guò)程的控制和加工人員的操作經(jīng)驗(yàn)。泡沫塑料在加工過(guò)程中特別是在發(fā)泡膨脹過(guò)程中，受控制因素的影響，使生成的氣泡變形，從圓形變化到橢圓形或細(xì)長(zhǎng)型。這樣泡壁沿膨脹方向拉長(zhǎng)，致使泡沫塑料出現(xiàn)各向異性。結(jié)果沿拉力方向的力學(xué)性能增大(縱向強(qiáng)度增大)，而垂直于取向方向的強(qiáng)度降低。對(duì)聚氨酯泡沫塑料所做的實(shí)驗(yàn)表明，泡孔的拉伸度越大，則相應(yīng)的壓縮應(yīng)力比和模量比也越大，故泡沫塑料的各向異性程度也越大。作為泡沫塑料應(yīng)盡量避免各向異性。
二、泡孔尺寸
泡孔尺寸大小是影響泡沫塑料壓縮強(qiáng)度的重要因素之一。用光譜顯微鏡對(duì)兩種泡孔大小不同的泡沫塑料樣品所做的壓縮實(shí)驗(yàn)表明，大泡孔(0.5～1.5mm)泡沫塑料樣品被壓縮10%時(shí)，外層泡孔肋架開始彎曲，當(dāng)被壓縮到25%時(shí)，外層泡孔崩塌，內(nèi)層泡孔開始彎曲，泡沫體中心的泡孔開始變形。對(duì)于小泡孔(0.025～0.075mm)泡沫塑料樣品，當(dāng)被壓縮時(shí)泡孔呈等量壓縮，即泡沫體的內(nèi)外泡孔可均勻地吸收外加壓縮能量，一般認(rèn)為小泡孔泡沫塑料壓縮性能好于大泡孔泡沫塑料。
三、泡孔結(jié)構(gòu)
同一種泡沫其開孔和閉孔所表現(xiàn)的性能是不一樣的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨開孔率提高其壓縮強(qiáng)度明顯下降。壓縮強(qiáng)度是衡量泡沫塑料主要性能的指標(biāo)之一，要生產(chǎn)高壓縮度的泡沫塑料，應(yīng)提高閉孔率，反之則應(yīng)提高開孔率。另外，泡孔的大小還會(huì)影響其吸水率，即泡孔直徑越大，吸水率不久越大。
四、發(fā)泡倍率
泡沫塑料的性能還取決于樹脂性能、發(fā)泡劑用量、泡沫體密度等因素，這些因素又與成型條件又直接關(guān)系。隨著發(fā)泡倍率的增大，泡沫體的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、熱變形溫度等都隨之下降，而制品的成型收縮率增加。
聚氯酯泡沫和制品存在的技術(shù)問(wèn)題主要有：MDI、TDI和添加劑混合料的存放穩(wěn)定性、產(chǎn)品的耐濕熱老化性、由于發(fā)泡工藝不穩(wěn)定而形成的產(chǎn)品空泡、開裂等缺陷。
聚氨酯泡沫和制品的發(fā)展需求主要有：輕量化、多硬度、低氣味、低霧度、耐老化、存放穩(wěn)定性、環(huán)保方面，如發(fā)泡劑的替代問(wèn)題。
