不饱和聚酯树脂行业协会官方网站
协会介绍 | 会员服务 | 广告服务 | 关于我们  
不饱和树脂
 页 资讯中心 市场信息 信息展示 采购指南 专家指导 影视中心 资料中心 会员单位 专题专栏 会员服务
硕津
 
 
德州东明树脂厂
 
 关键词: 中国合成树脂协会、不饱和聚酯树脂分会官方网站 本站搜索
知识科普 | 聚氨酯仿木材料的前世今生——中国不饱和聚酯树脂行业协会官方网站
  > 资料中心 -> 基础知识    
知识科普 | 聚氨酯仿木材料的前世今生
http://shuzhi.cnfrp.net 发布日期: 2018-05-05  阅读: 344  字体:  双击鼠标滚屏
       近年来,随着世界木材资源的减少,人们生活水平的提高,人类对木材利用的数量、质量要求越来越高,由于森林资源的过度开采,木材资源的供需矛盾也日益突出。为了解决木材短缺问题,我国在不断增加木材进口和大力发展人工速生林的同时,已逐步开始研究木塑复合材料,以塑代木是解决木材供需矛盾的有效途径之一。近年来,仿木材料已经成为研究和开发的新领域。在木材的许多传统应用领域,例如木质家具,门窗,电器外壳,木盆,雕刻装饰器件、镜框等,仿木材料已经开始部分替代木材。
  其中,聚氨酯(PU)仿木材料已经成为我国研究和开发的一个新领域,并已在高档出口家具和室内装饰工程中得到了一定的应用,这种材料可钉,可刨,可锯,且外观,手感及密度和木材类似,还有防潮,防虫蛀,阻燃,无需油漆等优于木材的特点。
  聚氨酯仿木材料简介
  聚氨酯结构泡沫塑料是20世纪70年代中期发展起来的一种中高密度微孔材料,它具有高刚性和机械强度、成型工艺简单、生产效率高、制品外形美观等优点,可替代木材用作各类高档制品。
  聚氨酯(PU)仿木材料是由聚氨酯组合料经共混、搅拌、发泡、注模、熟化、脱模等加工工艺制得的一种中高密度的硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡),因其具有木材的特性及较高的刚性和机械强度,因而又常被称为“合成木材”或“PU仿木”。聚氨酯仿木材料一般是双组分原料体系,即组合聚醚组分(白料)和多异氰酸酯组分(黑料),其中组合聚醚组分(白料)是以聚醚多元醇为主,并配有发泡剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂等的混合物。
  聚氨酯仿木材料的分类
  按照聚氨酯(PU)仿木材料的密度,结合实际用途,可以将聚氨酯(PU)仿木材料分为三类:
  1、成品密度在100~300kg/m3之间的;
  此类仿木主要用于非承重型装饰材料,如:装饰线条、花盆、相框/镜框、背景墙、园林/雕塑等,如下图所示:
 
微信图片_20180505103814
                     pu木线条
微信图片_20180505103919
                                              pu相框
微信图片_20180505103948
                     pu罗马柱
微信图片_20180505104018
                      pu花盆
微信图片_20180505104046
                                                             城市雕像
微信图片_20180505104115
                                    磨块背景墙
  2、成品密度在300~500kg/m3之间的;
  主要用于承重型合成木材。如制造家具的桌椅、床头部件、化妆台、沙发腿、支架、卫生器具等,如下图所示:
微信图片_20180505104146

微信图片_20180505104213
  3、成品密度在500kg/m3以上的;
  属于增强PU结构材料。可用于制造电视机、空调等家电外彀,滑雪板,雪橇,汽车门板、铁道枕木等,如下图所示:
微信图片_20180505104235

微信图片_20180505104240
  聚氨酯仿木材料的性能特点
  聚氨酯仿木材料是高密度的硬质聚氨酯泡沫塑料,是一种具有光滑、坚韧的高密度外表皮层和低密度内芯泡沫体的材料,属自结皮型聚氨酯硬质泡沫体,它是通过发泡注塑机向模具注射聚氨酯混合原料,待凝固定形后取出进行后期涂装工艺等加工,具有木材的特性,有“合成木材”的美称。其产品具有以下特性:
  1)采用低成本模具一次模塑成型,工艺简单,生产效率高,能耗小,产品可实现大规模工业化生产。
  2)可利用模型的方法模制出各种复杂的结构及雕刻图案,模塑生产重复性能优良,并且具有木材雕刻的效果,尺寸精确,图案清晰,纹理逼真,省工省时。
  3)质量轻、强重比高,承载能力强,可以取代密度较大的传统聚酯、玻璃钢等合成材料,可配合内预埋木棒及金属条来做家具的结构性支撑部件。
  4)产品质地轻盈,尺寸形状稳定,着色、耐磨、耐冲击、耐腐蚀、防虫蛀、耐老化性能好,绝热使用寿命长。实践表明:在表皮未受破坏时,可在-50~70℃下长期使用,寿命可达14年。
  5)原料选择范围大,产品形状、性能可根据需要进行任意设计。加人阻燃剂后可获得比木材高得多的氧指数,具有较好的阻燃性。
  聚氨酯仿木材料与木材相似性
  聚氨酯(PU)仿木材料与木材的主要性能比较如下表所示:
  1)从材料结构上看,木材是由细胞壁结成的多孔材料;而聚氨酯(PU)仿木是由圆形泡孔组成的多孔材料,两者结构相似,纹理相近,手感相同。
  2)两者的密度相近,依据不同树种,常用天然木材的密度在350~900㎏/m3之间,而适宜做仿木材的聚氨酯(PU)仿木材料的密度也是在300~500㎏/m3之间,加上预埋件后其重量与天然木材接近,轻重手感也一致。
  3)聚氨酯(PU)仿木材料成型借助于模具,木材的纹理可以精确地复制在聚氨酯仿木泡沫的表皮上,经过涂饰后,可以获得和木材一样的视觉效果,真假难辨。除外观酷似天然木材外,其加工特性与天然木材完全一致,可以采用钉、刨、锯等传统木材加工方法进行加工、组装。
  4)从环境特性,聚氨酯仿木材料能替代中高档木材使用,可节省大量木材,有利于保护森林资源和生态环境。仿木材料具有最低的导热系数,是最优异的隔热材料,同时也是优异的隔声材料,在某些环境特性上与木材类似。另外,与其它塑料制品不同的是,聚氨酯(PU)仿木材料与油漆的粘接力非常好,与天然木材一样可以进行涂装,配合以成熟的油漆工艺水平,就象PU合成革一样,PU仿木家具可以达到乱真的程度。
  5)从环保角度讲,聚氨酯(PU)仿木材料是高分子合成材料,作为绿色合成木材,它可以替代天然木材,绝无游离态的低分子挥发物质,长期使用对人体无任何副作用。无论是软体的PU沙发坐垫/床垫,还是硬质的PU仿木家具,均是零排放,无污染的环保产品。而目前家具市场上广泛使用的胶合板,内含大量的游离态甲醛,对人体非常有害。
  6)聚氨酯(PU)仿木材料的尺寸稳定性好,具有化学及物理上的隋性,可以长久不变形,正常情况下可以使用三十年以上,聚氨酯(PU)仿木材料家具不受温度、湿度、细菌或病虫害的影响(而这些恰恰是影响木器家具寿命的主要因素)。
  7)真正使得聚氨酯(PU)仿木材料家具有生命力的原因是:它可以精确地复制雕刻图案,实现模塑化工业生产。聚氨酯(PU)树脂模具可以很方便地依据雕刻的表面和特殊的形状进行定制,制造周期短,制造成本低。模塑生产尺寸精确、图案清晰,纹理逼真,制品更为均匀,没有表面和内部缺陷。不仅节省了生产成本,人力成本也大为降低。
  聚氨酯仿木材料制造工艺分析
  聚氨酯仿木材料一般采用反应成型(RIM)或反应注射成型(RRIM)的模塑成型工艺。对于大型制品,采用敞模浇注生产,通常使用移动式混合头,先浇灌花纹图案复杂、形腔较深的部位,然后再整体浇注和充满模具;小型制品则应采取闭模浇灌的方式,通常可采用高压发泡机RIM工艺生产。聚氨酯仿木材料在模塑成型时,常用环氧树脂模具或硅橡胶模具,其制作周期短、工艺简单、成本低、易维修、寿命长、表面花纹细腻、翻模速度快、操作轻便,特别适合浇注形状复杂和产品更新换代的制品。
  以下是用环氧树脂模具浇注聚氨酯仿木材料的典型生产工艺:
  1)确定配方:计算制品体积,根据密度计算用料量,总用料量一般要求过量5%~7%。
  2)清理模具:新模具表面上可能有一些毛刺、小气孔,灰尘等,模具在使用数次后表面会积累较厚的脱模剂,对制品的表面质量有很大的影响,这些都要进行清理;另外,在取出制品以及去除脱模剂过程中,有可能对模具有所损伤,这时要使用环氧树脂进行修补,使其达到原有的尺寸精度。
  3)涂脱模剂:为了防止制品粘着模腔难以取出,需在表面涂脱模剂。一般涂脱模剂的方式是在模具表面均匀地涂较厚的脱模剂,待其干后(可烘干)再涂较薄一层脱模剂,根据脱模剂的特性,有些脱模剂喷涂一次可生产若干件制品。
  4)置预埋件:脱模剂干后,将加工好的预埋件(木棒或金属条,用作结构性支撑部件)置于模具中固定,预埋件可以用双面胶粘附在模壁上,也可以在制模时埋入铁钉。
  5)混合浇注:按比例将聚氨酯的双组分原料体系(白料和黑料)输送到发泡机进行调温,然后根据客户或产品本身的要求,确定聚氨酯仿木材料的密度和注射量,并在发泡机上进行混合后浇注到模具里,浇注完立即合上模具。
  6)旋转模具:为了保证产品的表面质量,合模后要尽快缓慢旋转模具,使得反应混合物在乳白时间之前均匀涂覆模具内部。
  7)开模:根据配方和工艺,一般合模后10~20min后即可打开模具。
  8)取出制品:随着反应时间的延长,制品的反应程度即强度也越来越大,取出制品的时间通常选择在制品具有足够的初强度时即可。
  9)除飞边:制品取出后,通常集中起来用刮刀等除去在分型面产生的飞边。
  10)后熟化:制品取出的时候,组合料尚未完全反应,反应程度一般为90%左右,所以通常要将制品按一定方式(避免变形)堆积起来进行2~3d的后熟化,使其接近最高强度。
  11)除去脱模剂:脱模剂通常影响后期的涂饰,需采用清模剂将其除去。通常家具制品体积较大,模具多采用环氧树脂等刚性模,所以比较适合采用水蒸气法,且这种方法不会对工人健康产生危害。
  12)砂修:产品脱模后,存在着飞边、泡孔或凹凸不平等缺陷,需要砂修工序,使产品更光顺平整,另一方面还需要使用原子灰等对产品的边角凹凸不平部位进行细心地修补。
  14)涂装:砂修后要将制品清理干净,根据装饰效果的需要对仿木材料进行涂装,涂装后即可进行成品检查、组装或包装。
  1937年,聚氨酯(PU)仿木材料诞生,在20世纪60年代早期这种泡沫开始尝试用于家具上。大约到1967年,聚氨酯硬泡开始作为仿木材料被广泛应用于家具的装饰部件。
  聚氨酯仿木家具相对于传统木质家具来说,其价格更具优势,近年来,聚氨酯仿木材料已逐渐用于制作装饰部件、线条甚至是结构用材。聚氨酯仿木材料以其模塑能力强、强重比高、综合成本低等突出优势得到家具业的广泛认可,已经有越来越多的企业开始制作、使用这种新材料。目前在国内生产聚氨酯仿木家具的企业还比较少,大部分都集中在华东、华南沿海地区,并且其生产的产品全部用于出口。到目前为止,据不完全统计,珠三角和长三角一带有数百家企业在生产使用聚氨酯仿木材料,西南地区也已经有企业正在推广使用。随着天然木材的紧缺、环保意识的增加、聚氨酯优良的性能以及聚氨酯工业的迅速发展,将会进一步促进聚氨酯仿木材料在家具业中的应用,因此,聚氨酯仿木家具在国内市场具有巨大的发展空间,其在国内的发展速度将会逐步加快。
新闻来源:易复材
版权声明:凡注明“来源:中国不饱和树脂信息网”的作品,其版权属于中国不饱和树脂信息网所有,未经授权,任何媒体和个人不得转载、链接、转贴或以其它方式使用;已经本网书面授权的,在使用时必须注明“来源:中国不饱和树脂信息网”。违反上述声明的,本网将追究其相关法律责任。
关于我们 | 会员服务 | 广告服务 | 网站地图 | 友情链接 | 意见建议 | 联系我们
中华人民共和国增值电信业务经营许可证
《中华人民共和国增值电信业务经营许可证》编号:鲁 B2-20041020号 版权所有 不饱和树脂信息网 400 9696 921
电话:0534-2220163 2666809   传真:0534-2666069 信箱:cnfrp@126.com
Copyright © 2002-2020 CNFRP.NET All Rights Reserved
建议使用IE6浏览器,在1024*768屏幕分辨率下浏览本网站
我要啦免费统计