全水发泡聚氨酯泡沫塑料在电饭煲中的应用

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1、2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集全水发泡聚氨酯泡沫塑料在电饭煲中的应用刘颖熊卫红关志强(广东科龙电器股份有限公司顺德528303)摘要：将全水发泡聚氨酯泡沫塑料用于节能电饭煲的保温层。介绍了聚氨酯泡沫塑料的耐热性等性能，以及节能电饭煲的节能实验数据。这种电饭煲具有良好的节能效果。关键词：聚氨酯；全水发泡；电饭煲；节能电饭煲是一种普通家用厨房电器，在城镇居民家庭的普及率和使用频率很高。虽然电饭煲的功率一般为500～800W，耗电量不是很大，但由于其使用频繁，其耗电量也可观。因此，要求家用电器生产厂生产出节能电器产品。研究电饭煲在煮饭、保温过程中的节能降耗技术无疑具有巨大

2、的社会效益和经济效益。硬质聚氨酯泡沫塑料是一种绝热性能优异的保温材料。电饭煲的节能技术实际上就是提高电热能的利用率、降低保温时的耗电量。从此意义上讲，电饭煲的节能与电冰箱（蓄冷）、电热水器（蓄热）等的节能存在相似之处。因此，将电冰箱保温用的聚氨酯泡沫塑料做电饭煲保温层应该是完全可行的。科龙电器股份有限公司在聚氨酯发泡方面拥有成熟的技术。由于电饭煲通常是在高温下工作，因此要求泡沫在高温下不能释放出对人体有害的物质，并且不能出现易燃易爆等情况。现在聚氨酯发泡应用中比较安全的HCFC-141b发泡体系却存在较大气味，不能为人接受，所以，综合考虑，本试验倾向于采用全水发泡体系[1]。水发泡聚氨

3、酯硬泡体系的臭氧消耗潜值(ODP)为零，发泡材料的环保及安全卫生性符合要求。最终决定采用消毒柜用全水发泡聚氨酯泡沫塑料作为电饭煲的保温层，希望通过此项技术的应用能够使电饭煲达到节能的目的。1实验1.1原料组合聚醚（A组分），牌号为RW8254HF，顺德容威聚氨酯保温材料厂；粗MDI（B组分），牌号44V20L，德国Bayer公司。1.2试验工艺参数本试验所采用的发泡体系为在容威聚氨酯保温材料厂原有的全水发泡体系基础上，与容威聚氨酯保温材料厂共同研究开发出来的，所作的试验均在本公司产品CFXB40-J56(220V/700W)型电饭煲上进行。原料配比（质量比）：A∶B＝1∶2A、B两组分

4、温度：23～27℃混合：搅拌2500r/min；搅拌时间10～12s(可根据气温适当调整)。工件预热：电饭煲工件预热55～70℃（可根据环境温度适当调整）。熟化：发泡后的电饭煲要求在60～70℃环境中熟化10min，若发泡良好可无需熟化。2试验结果分析2.2.1泡沫物理性能电饭煲用全水发泡聚氨酯泡沫塑料在200℃考验5h的物理性能变化测试见表1。泡沫的密度为28～32kg/m3，压缩强度为0.148MPa(企标≥0.12MPa)。由表1数据可知，该全水发泡系统泡沫完全满足科龙电器股份有限公司的《电饭煲用聚醚组合料及产品发泡成型技术》企业标准。3412003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国

5、际论坛论文集表1全水发泡聚氨酯泡沫的物理性能变化企业标准实测值泡沫密度（kg/m3）30±230.2压缩强度(垂直)/MPa≥0.1200.148压缩强度变化率/%≤5－1.3失重率/%≤64.6线性尺寸变化率/%长≤20宽≤2－0.46高≤2－0.41注：压缩强度变化率、失重率及线性尺寸变化率的试验条件是200℃5h。2.2耐温性能2.2.1耐高温性能为确保在高温下材料不受影响，本试验测试了电饭煲内锅灶在工作状态下不同部位的温度分布及泡沫耐热温度上限。测试部位见图1。图1电饭煲在工作状态下温度测试示意图在煲水状态下，A点(取发热盘上任意一点)温度为108℃，B点(取内锅灶上任意一点)

6、为86℃,煲饭状态下A点温度为141℃，电饭煲内锅灶上的过热保护器最高设定温度为165℃，而本系统是在消毒柜用全水发泡聚氨酯的基础上进行改进工作开发的，泡沫的耐热温度上限为200℃、5h，因此，本系统完全满足安全要求。高温老化试验是检测电饭煲耐热性能重要指标之一。全水发泡聚氨酯材料在高温下5h后的导热系数见表2。表2全水发泡聚氨酯泡沫的导热系数变化试验条件常温180℃200℃导热系数/mW•(m•K)-133.8333.5933.45导热系数变化率/%－－0.7－1.1表2数据说明，聚氨酯全水发泡体系的泡沫经高温老化后，导热系数变化很小。同时将电饭煲经过180℃、5h的敞开式老化试验，

7、聚氨酯泡沫材料变黄，但未变形、未脱层，而塑料件（中环）则严重熔融变形。由此可见，所采用的聚氨酯泡沫塑料耐高温老化性能良好，优于其它塑料件。2.2.2低温可靠性试验将聚氨酯泡沫保温材料的电饭煲放入－20℃的条件下冷冻3天后，在室温下恢复30min，发现电饭煲的聚氨酯泡沫材料保温层表面基本上没有明显变化3412003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集，也未见泡沫与金属件之间发生脱离现象。可见，聚氨酯全水发泡体系泡沫在低温下未有明显收缩，与电