【精品】冰箱用PM-2010在环异戊烷体系中发泡行为研究79

【精品】冰箱用PM-2010在环异戊烷体系中发泡行为研究79 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 冰箱用PM-2010在环/异戊烷体系中发泡行为研究 谢俊波 辛波 王炳凯 苏彩玉 杨勇 (烟台万华聚氨酯股份有限公司 烟台 264002) 摘 要:介绍了冰箱保温用聚合MDI的评价方法，同时对烟台万华聚氨酯股份有限公司的冰箱专用聚合MDI原料PM-2010进行评价，并与国外著名品牌的聚合MDI进行比较。结果表明，PM-2010可以用于冰箱生产。 关键词:聚合MDI;聚氨酯;泡沫塑料;密度分布;流动性;冰箱 我国臭氧层保护工作已经开展十多年，政府对此也非常重视，于1991年6月加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》伦敦修正案，同年11月国务院批准了《中国消耗臭氧层物质(ODS)逐步淘汰国家 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 (修订稿)》。我国是ODS生产大国，同时也是ODS消费大国，其中绝热性聚氨酯泡沫保温领域ODS的应用则是很主要的一方面;为履行国际公约，执行国家方案，国内冰箱(柜)生产厂家发泡 [1]剂替代工作成为非常紧迫的任务。 环戊烷作为聚氨酯发泡剂以其零ODP以及低GWP而成为1995年国家环保局制定的《行业淘汰ODS战略》中的首推方案。该体系经过最优化后所取得的泡沫反应性正常、泡沫密度分布和流动性好、脱模时间短，在世界上已经是很成熟的已工业化的技术。但该体系的适用密度较高，成本偏高。环戊烷/异戊烷混合发泡体系中引入异戊烷，利用异戊烷的高蒸汽压来提高泡孔内压，达到降低泡沫密度的目的;利用环戊烷的低导热系数，来保持泡沫优异的保温隔热性能。与环戊烷体系相比，环/异戊烷体系可以降低泡沫密度，节省原料;同时提高了泡沫的流动性和脱模性，使密度分布更为均匀，脱模时间有所降低; [2]而能耗与环戊烷体系相近。 烟台万华聚氨酯股份有限公司是国内唯一一家大规模聚合MDI的生产厂，同时也是世界上第六个拥有MDI制造技术自主知识产权的企业。近几年，公司在不断扩大生产能力的同时，产品质量也是一年 ),为了一个新台阶，在此基础上，研制出了专门用于冰箱(柜)保温生产用的聚合MDI(牌号PM-2010适应市场的要求，我们除了评价其在CFC-11体系和环戊烷体系中的发泡行为，对目前使用较多的环/异戊烷体系也进行了评价。首先介绍了冰箱用聚合MDI的评价方法，并在环/异戊烷体系中对PM-2010与国外目前用于冰箱的著名品牌的聚合MDI(44V20L)进行流动性及泡沫物性等方面的比较。 1 实验部分 1.1 原料和设备 1.1.1 发泡试验原料 组合聚醚; 发泡剂:环/异戊烷(质量比70/30); 多异氰酸酯(聚合MDI)有两种:PM-2010，烟台万华聚氨酯股份有限公司;44V20L，Bayer公司 1.1.2 设备 高压发泡机，HC40，意大利Cannon公司; 冰箱模具，见图1;方模尺寸为300mm×300mm×80mm。 1.2 实验 1.2.1 实验条件 料温:组合聚醚 20?;聚合MDI 20?。模温:43?。 组合聚醚(白料)与多异氰酸酯组分(黑料)的质量比为1/1.25。6 min后脱模。 297 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 图1 冰箱样品分割示意图 1.2.2 自由发泡实验 使用高压发泡机将泡沫料浇注在塑料袋中，进行自由发泡实验，在组合聚醚品种和原料相同，以及相同的实验条件下，测试两种聚合MDI的反应活性差异以及自由发泡泡沫体密度。 1.2.3 冰箱模具发泡实验 在一定的实验条件下，用不同的聚合MDI与相同的组合聚醚在冰箱模具上进行发泡。在相同的条件下，首先找出最低填充量(当泡沫制品刚好充满模具时，所填充A、B料的总量确定为最小填充量)，然后按照一定的过填充量，做出一定重量的样品，按照冰箱厂的检测方法，分别选取重量接近的样品按照图1所示去皮、分割为若干块，测量并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 密度，以考察原料的流动性效果。实验工艺参数见表1。 表1 冰箱模具发泡工艺参数及填充情况 聚合MDI 填充情况 过填充量/% 泡沫块质量/kg 充满模具 PM-2010 5.8 2.75 充满模具 0 2.60 充满模具 44V20L 5.8 2.75 未充满模具 0 2.60 1.3 泡沫塑料制品的物性测定 使用高压发泡机在方模中发泡，测试制品的密度、导热系数、吸水率、压缩强度、尺寸稳定性和闭孔率等指标，其测试方法按照国家相关 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 执行。 将制得的泡沫切割成若干小块，测量密度。并计算平均密度和泡沫密度分布系数(标准偏差S)。标准 [2]偏差S表示泡沫密度分布的均匀程度，具有统计学意义，是表征发泡料流动性能的重要指标。此数值越小，表示泡沫的密度分布越均匀，流动性越好。 12S,(X,X) ,in,1 X式中:为泡沫分割块数;为单块泡沫的密度;为所取泡沫的平均密度。 nXi 2 结果与讨论 2.1 自由发泡工艺参数 自由发泡的工艺参数见表2。在聚氨酯发泡过程中，起发时间、凝胶时间和不粘时间与体系反应性能有关。一般认为，凝胶时间的90%是流动时间的上限，凝胶时间后，泡沫若再上升，泡孔结构沿着上 [3]升方向伸长，性能劣化;不粘时间也称固化时间，它反映了物料的后熟化性能，在相同的凝胶时间下，固化时间越短、后熟化越快，制品脱模性越好、越不容易收缩或变形。通过自由发泡的发泡倍率可估计 298 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 制品的密度。密度与泡沫塑料的成本有关。 由表2可见，在相同的条件下，两种聚合MDI的自由发泡速度基本是一致的，自由发泡密度PM-2010稍高。 表2 自由发泡测试结果 ,3密度/kg?m 聚合MDI 乳白时间/s 凝胶时间/s 不粘时间/s PM-2010 8 66 125 25.15 44V20L 9 68 122 24.70 2.2 冰箱模具发泡泡沫密度的分布情况 当注料量为2.60 kg时，以PM-2010或44V20L为多异氰酸酯组分的发泡料均处于临界充满状态，因此将2.60 kg视为最小填充量。 对两种聚合MDI的样品，样品各分割区域的平均密度和密度分布系数列于表3和表4。样品的整体平均密度、密度分布系数和最大密度差的比较见表5。 3表3 冰箱泡沫体各分割区域平均密度(密度kg/m) 聚合MDI品种 A B C D E F G H I PM-2010 31.12 31.29 31.31 31.28 31.39 31.13 31.91 30.60 31.68 44V20L 31.63 31.70 31.55 31.61 31.46 31.39 31.25 30.69 31.93 表4 冰箱泡沫体各分割区域密度分布系数 聚合MDI品种 A B C D E F G H I PM-2010 0.12 0.21 0.27 0.10 0.15 0.14 0.19 0.27 0.17 44V20L 0.16 0.13 0.15 0.14 0.16 0.25 0.37 0.21 0.22 表5 泡沫塑料的密度及其分布情况 ,,33泡沫整体密度/kg?m 密度分布系数 最大密度差/kg?m PM-2010 31.21 0.38 1.55 44V20L 31.54 0.40 1.63 由表5可以看出，在原料用量相同的情况下，以烟台万华PM-2010为黑料的泡沫塑料样品的平均密度、密度分布系数均和44V20L接近;按照冰箱厂的常用方法，我们也比较了泡沫制品的最大密度差，发现，以PM-2010为黑料的泡沫塑料的密度差也与44V20L的接近。这说明用相同的组合聚醚，两种聚合MDI的物料的流动性基本接近。 2.3 泡沫制品的物理性能 泡沫制成后，将样品送化工部节能技术服务中心进行测试，测试结果见表5。从测试结果看，PM-2010 [4]泡沫的导热系数、吸水率、抗压强度和尺寸稳定性与44V20L基本接近，符合使用要求。 表5 泡沫性能测试结果 测试结果 检测项目 单位 测试方法标准 PM-2010 44V20L 3密度 GB6343,95 kg/m 34.4 34.8 导热系数 W/(m?K) GB10297,88 0.0206 0.0201 吸水率 (v/v), GB8810,88 1.2 1.4 压缩强度 GB8813,88 MPa 0.17 0.18 尺寸稳定性 , GB8811,88 0.18 0.16 闭孔率 , GB10799,89 95.77 96.28 299 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 3 结论 综上所述，烟台万华的冰箱专用料PM-2010产品的综合性能与国外著名的聚合MDI品牌44V20L 接近，可以用作冰箱保温层的原料。 参考文献 1 周泽,张振宽,刘生瑞.环/异戊烷混合发泡剂在聚氨酯泡沫中的应用.见:2002年中国家用电器技术大会论 文集.150 2 俞丽珍等.环戊烷和碳氢混合化合物发泡体系简析. 见:2002年中国家用电器技术大会论文集.155 3 方禹声,朱吕民等.聚氨酯泡沫塑料.第2版.北京:化学工业出版社,1994.428 4 QB/T 2081,95 冰箱、冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料(行业标准) Research of PM-2010 Foaming Behavior in the cyclo/iso-Pentane System Used for Refrigerators Xie Junbo Xin Bo Wang Bingkai Su Caiyu Yang Yong (Yantai Wanhua Polyurethane Co. Ltd, Yantai 264002) Abstract: The method of estimating polymeric MDI used in the production of refrigerator and the estimation of the polymeric MDI used in the production of refrigerator which produced in Yantai Wanhua were described, and compared it with the international notable polymeric MDI. The result indicates that PM-2010 suits for the production of refrigerator. Keywords: Polymeric MDI; PU foam; Refrigerator; Density distribution; Fluidity 作者简介: 谢俊波 女，工程师。1990年毕业于华东理工大学，现就职于烟台万华聚氨酯股 份有限公司应用开发与技术服务中心，从事用于冰箱的PM,2010产品的技术开 发和市场开拓工作。 Xie Junbo is an engineer of products development and technology service center, Yantai Wanhua Polyurethane Co. Ltd. Graduated from East China University of Science and Technology in 1990. She has 12 years experience in the MDI-based polyurethane product. She is now working for marketing and researching of PM-2010 which is polymeric MDI for refrigerator industry in YTPU. 300 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 301