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1、聚氨酯泡沫在电冰箱中的应用,Year2000 TSReview JCao,2,2种液体组份多元醇和异氰酸酯,聚氨酯泡沫,多元醇,异氰酸酯,发泡剂,+,发泡剂,+,聚氨酯泡沫,Year2000 TSReview JCao,3,反应时间,液体状态,气体生成,颜色变化,膨胀,泡沫上升,稳定,上升终止,时间:0 乳白拉丝 不粘手,PU泡沫,闭孔,异氰酸酯+多元醇反应,+放热,异氰酸酯与水反应生成CO2+放热,发泡剂气化,泡沫膨胀,聚合物形成,异氰酸酯,多元醇,发泡剂,Year2000 TSReview JCao,4,如何制造聚氨酯泡沫？,多元醇发泡剂表面活性剂（硅油）催化剂水阻燃剂,异氰酸酯,预混,多
2、元醇预混物,异氰酸酯,混合,聚氨酯泡沫,Year2000 TSReview JCao,5,聚氨酯原材料,异氰酸酯多元醇多元醇混合物助剂（硅油，催化剂等）发泡剂化学发泡剂：水CO2(由异氰酸酯与水反应生成)物理发泡剂,Year2000 TSReview JCao,6,冰箱泡沫用发泡剂,欧洲，亚太地区和拉丁美洲碳氢发泡环戊烷碳氢混合发泡环/异戊烷(70/30)比纯环戊烷省料35%环戊烷/丁烷(80/20)比纯环戊烷省料810%美国HFC 134aHFC 245fa（目前美国海尔采用HFC 245fa发泡）,Year2000 TSReview JCao,7,碳氢发泡剂,Substance沸点 气体K
3、值 气体压力 25C 20C(C)(mW/mK)(bars)环戊烷=C5H104912.40.34异戊烷=C5H122813.60.80正戊烷=C5H123614.50.65异丁烷=C4H10-1115.92.94正丁烷=C4H10-115.32.08(CFC-11=CCl3F246.90.8),Year2000 TSReview JCao,8,主要的泡沫性能,发泡反应性自由发泡密度 FRD（Free Rise Density）流动性泡沫填充空洞的能力 固化时间脱模性能好-固化时间短-生产效率高,Year2000 TSReview JCao,9,发泡反应性,乳白时间 Cream time从混料
4、开始至出现发泡的时间：这时发泡料颜色变浅并开始上升（发泡）凝胶化时间(拉丝时间)Gel time聚合物形成（粘度极高），此时当用棒状物插入，拔出时会有纤维拉出不粘手时间 Tack free time泡沫上升完成,表面失去粘性,Year2000 TSReview JCao,10,自由发泡密度 Free Rise Density,自由发泡密度取决于:配方中的含水量(CO2)和发泡剂含量多元醇本性，环境温度T和大气压力P自由发泡密度与发泡反应性是发泡工艺中重要的控制参数因配方而异环戊烷发泡系统通常为 2326 kg/m3,Year2000 TSReview JCao,11,配方,以组合聚醚为100，
5、例如:DSD 360.01多元醇100份环戊烷13份PAPI*27异氰酸酯133份表示:对于每100克DSD 360.01多元醇，我们需要混合13克环戊烷组成多元醇/发泡剂预混物（A组份）113克的多元醇预混物将与133克PAPI*27异氰酸酯（B组份）混合进行聚氨酯发泡反应 相对用量是基于多元醇和异氰酸酯的特性多元醇的羟值和含水量异氰酸酯的NCO%,Year2000 TSReview JCao,12,多元醇+发泡剂,异氰酸酯,ISO/POL比例（黑白料比）,因配方而异,A,B,Year2000 TSReview JCao,13,比例不当之后果,异氰酸酯过量泡沫颜色发深，发硬，发脆(影响粘接性
6、!)自由密度变高,流动性变差反应速度变慢多元醇过量浅色软泡沫，在低温下可能收缩 自由密度变小，反应速度加快可能造成溢料,Year2000 TSReview JCao,14,泡沫流动性,泡沫填充空隙的能力好的泡沫流动性有以下优点：在相同的泡沫注射量下可填充更多的空间（省料）泡沫的分布较好泡沫表皮较薄流动性受模温影响极大冷模将严重影响泡沫的流动理想的模温为4045oC，不宜低于35oC及高于50oC,Year2000 TSReview JCao,15,泡沫固化,箱体的脱模时间取决于:泡沫熟化的快慢（熟化快，则脱模时间短）模具温度泡沫过填充量脱模时间因以下原因延长:泡沫厚度增加（一般厚度增加1厘米脱
7、模时间延长1分钟）复杂的箱体设计(需更多泡沫，较高过填充量)模温太高(50C)或太低(30C),Year2000 TSReview JCao,16,图例：BPC：回路压力控制阀DV：转向阀P：压力表T：温度表,发泡系统原理图,Year2000 TSReview JCao,18,湖北精正,Year2000 TSReview JCao,19,注料枪头原理示意图,Year2000 TSReview JCao,20,发泡剂现状,欧洲家电工业从1993年起选择碳氢发泡作为CFC的替代在1993-2002年间，HCFC 141b在全球范围特别是在北美被广泛使用 目前，碳氢发泡剂在欧洲，拉丁美洲和亚太地区被
8、广泛使用中国目前主要用碳氢发泡技术（纯环戊烷和环/异戊烷混合发泡），部分厂商仍使用HCFC-141b北美HFC 245fa和134a被作为HCFC 141b的替代品 这些HFC类发泡剂不可燃，而且245fa提供比环戊烷较好的k值（但成本很高：8-9 US$/kg）,Year2000 TSReview JCao,21,碳氢发泡剂特性,在所有的碳氢发泡剂中，环戊烷的气体k值最低.但比CFC-11要差得多：12.4 vs.6.9 mW/m.K！环戊烷沸点为 49C，因而蒸气压较低（环戊烷：0.34 巴；CFC-11：0.8巴）发泡剂冷凝，低泡孔压力，发泡效率较低，泡沫机械性能和尺寸稳定性较差，流动性较差,与 CFC-11发泡相比：泡沫k值高约15%，约+2 mW/m.K填充密度升高15%以上总成本大幅升高!,
