冰箱用pm-2010在环戊烷体系中发泡行为研究

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1、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

2、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（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）生产厂家发泡剂替代工作成为非常紧迫的任务[1]。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

3、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；而能耗与环戊烷体系相近[2]。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，产品质量也是一年一个新台阶，在此基础上，

4、研制出了专门用于冰箱（柜）保温生产用的聚合MDI（牌号PM-2010）,为了适应市场的要求，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；44V2

5、0L，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MDI20℃。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。6min后脱模。3002003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

6、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/kgPM-2010充满模具5.82.75充满模具02.6

7、044V20L充满模具5.82.75未充满模具02.601.3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[2]。此数值越小，表示泡沫的密度分布越均匀，流动性越好。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。2结果与讨论2.1自由发泡工艺参数自

8、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，泡孔结构沿着上升方向伸长，性能劣化[3]3002003中国