CN107163220A - 一种聚氨酯发泡体系及基于其的冰箱 - Google Patents

一种聚氨酯发泡体系及基于其的冰箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯发泡体系及基于其的冰箱，其发泡原料由组合聚醚、物理发泡剂(发泡剂LBA、发泡剂HFC‑245fa或发泡剂F1100)、发泡助剂PF‑5056以及异氰酸酯按一定的质量份数比复配后组成。本发明的聚氨酯发泡体系针对箱体厚度超薄的状态而设计，具有高流动性、高保温性、高力学强度，可以弥补冰箱箱体厚度减薄的缺陷。

Description

一种聚氨酯发泡体系及基于其的冰箱
技术领域
本发明属于低温存储设备的保温领域。
背景技术
随着现代家庭住房面积紧张，家用冰箱产品的薄壁化需求日益强烈。在冰箱薄壁产品的制造过程中，由于冰箱壁厚减薄，导致发泡层保温性能变差、力学强度变差，在结构复杂的边角处发泡原料流动不足，出现填充不实的现象。而目前冰箱所广泛使用的环戊烷发泡体系，不能满足薄壁化产品的技术需求，因此开发高流动性、高保温性、高强度的发泡体系势在必行。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种用于壁厚超薄冰箱的聚氨酯发泡体系，旨在改善发泡原料的流动性，使其填充均匀，提高冰箱整体保温性能，改善发泡后聚氨酯泡沫的保温性能及力学性能，进而制作更加保温、坚固的薄壁冰箱。
本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：
本发明首先公开了一种聚氨酯发泡体系，其各原料按质量份的构成为：
所述的发泡剂为发泡剂LBA(又称HFO-1233ZD)、发泡剂HFC-245fa或发泡剂F1100(又称HFO-1336mmz-Z)。
所述组合聚醚的官能度为3-8、25℃下粘度为2500-3500mPa·s。
所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，异氰酸根含量30-32％、25℃下粘度为250-450mPa·s。
本发明进一步公开了一种冰箱，其箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫由上述的聚氨酯发泡体系制造而成，制造方法如下：
1)在物料温度15～25℃条件下，将组合聚醚、发泡剂、发泡助剂PF-5056按配比混合，得到混合白料，所述混合白料25℃下粘度为900-1200mPa·s；
2)在物料温度15～25℃条件下，将异氰酸酯放入预混罐中搅拌均匀，得到黑料；
3)在物料温度15～25℃条件下，按配比将黑料与混合白料通过高压发泡机混合后，快速注入待发泡的冰箱箱体中；
4)待发泡的冰箱箱体模具温度控制在40～55℃，发泡原料在模具中填充系数α为1.6～1.9，经过300s～600s固化后，脱模，即在冰箱箱体中形成保温硬质聚氨酯泡沫。
优选的，步骤3)中黑料与混合白料的质量比为1.20:1。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明的聚氨酯发泡体系流动性较好、保温性能较好、力学性能较高，由该体系发泡液制成的硬质聚氨酯泡沫导热系数较低、力学性能较强，从而提高冰箱的保温性能以及结构稳定性，适用于制作更加保温的坚固的薄壁冰箱。
2、本发明的聚氨酯发泡体系，采用性能优异的物理发泡剂(LBA、245fa或F1100)，大幅提高了硬质聚氨酯泡沫的保温性能，从而降低了冰箱能耗。
3、本发明的聚氨酯发泡体系，采用性能优异的发泡助剂PF-5056，可降低硬质聚氨酯泡沫的泡孔孔径，从而提高硬质聚氨酯泡沫的压缩强度，以及泡沫的尺寸稳定性，有利于冰箱结构的稳定；
4、本发明采用的物理发泡剂均不可燃，无需防火防爆处理，可避免火灾隐患，极大的保障了生产安全。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
下述实施例所用组合聚醚是由巴斯夫聚氨酯特种产品(中国)有限公司提供，牌号为CH2030/151；所用黑料多亚甲基多苯基异氰酸酯为家用冰箱通用黑料，由巴斯夫聚氨酯特种产品(中国)有限公司提供，牌号为PM-2010。
实施例1
本实施例聚氨酯发泡体系的各原料按质量份的构成为：
利用本实施例的聚氨酯发泡体系，制造冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫的步骤如下：
1)在物料温度20℃条件下，将组合聚醚、物理发泡剂HFC-245fa和发泡助剂PF-5056按配比混合，得到混合白料，混合白料25℃下粘度为1100mPa·s；
2)在物料温度20℃条件下，将异氰酸酯放入预混罐中搅拌均匀，得到黑料；
3)在物料温度20℃条件下，按配比将黑料与混合白料通过高压发泡机混合后，快速注入待发泡的冰箱箱体中；
4)待发泡的冰箱箱体模具温度控制在45℃，发泡原料在模具中填充系数α为1.7，经过450s固化后，从模具中取出发泡箱体，即在冰箱箱体中形成保温硬质聚氨酯泡沫。
待发泡箱体冷却至室温后，将箱体中的硬质聚氨酯泡沫取出，并测试其相关性能，结果见表1。
实施例2
本实施例聚氨酯发泡体系的各原料按质量份的构成为：
利用本实施例的聚氨酯发泡体系，制造冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫的方法与实施例1相同。
待发泡箱体冷却至室温后，将箱体中的硬质聚氨酯泡沫取出，并测试其相关性能，结果见表1。
实施例3
本实施例聚氨酯发泡体系的各原料按质量份的构成为：
利用本实施例的聚氨酯发泡体系，制造冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫的方法与实施例1相同。
待发泡箱体冷却至室温后，将箱体中的硬质聚氨酯泡沫取出，并测试其相关性能，结果见表1。
对比例
本实施例聚氨酯发泡体系的各原料按质量份的构成为：
组合聚醚 100份；
物理发泡剂环戊烷 13份；
异氰酸酯 158份。
利用本实施例的聚氨酯发泡体系，制造冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫的方法与实施例1相同。
待发泡箱体冷却至室温后，将箱体中的硬质聚氨酯泡沫取出，并测试其相关性能，结果见表1。
表1
参数 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
黑白料料比 1.20:1 1.20:1 1.20:1 1.40:1
LBA份数 / 40 / /
245fa份数 38 / / /
F1100份数 / / 38 /
环戊烷份数 / / / 13
物料温度℃ 20 20 20 20
模具温度℃ 45 45 45 45
填充系数α 1.6 1.6 1.6 1.6
固化时间s 450 450 450 300
拉丝时间s 62 60 62 46
平均芯密度kg/m3 31.4 31.2 31.4 36.8
最大芯密度与最小芯密度差值kg/m3 2.5 2.4 2.5 6.2
平均导热系数10℃mW/mK 17.4 17.2 17.3 20.1
平均压缩强度kpa垂直方向⊥/水平方向∥ 201/172 198/170 203/171 175/148
体积收缩率-70℃24h％ 0.42 0.43 0.42 0.62

Claims (6)

1.一种聚氨酯发泡体系，其特征在于：所述聚氨酯发泡体系中的各原料按质量份的构成为：
所述的发泡剂为发泡剂LBA、发泡剂HFC-245fa或发泡剂F1100。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡体系，其特征在于：所述组合聚醚的官能度为3-8、25℃下粘度为2500-3500mPa·s。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯发泡体系，其特征在于：所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，异氰酸根含量30-32％、25℃下粘度为250-450mPa·s。
4.一种冰箱，其特征在于：所述冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫由权利要求1、2或3所述的聚氨酯发泡体系制造而成。
5.一种由权利要求1或2所述的聚氨酯发泡体系制造冰箱箱体中的保温硬质聚氨酯泡沫的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在物料温度15～25℃条件下，将组合聚醚、发泡剂和发泡助剂PF-5056按配比混合，得到混合白料，所述混合白料25℃下粘度为900-1200mPa·s；
2)在物料温度15～25℃条件下，将异氰酸酯放入预混罐中搅拌均匀，得到黑料；
3)在物料温度15～25℃条件下，按配比将黑料与混合白料通过高压发泡机混合后，快速注入待发泡的冰箱箱体中；
4)待发泡的冰箱箱体模具温度控制在40～55℃，发泡原料在模具中填充系数α为1.6～1.9，经过300s～600s固化后，脱模，即在冰箱箱体中形成保温硬质聚氨酯泡沫。
6.根据权利要求5所述的的方法，其特征在于：步骤3)中黑料与混合白料的质量比为1.20:1。
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