您当前的位置: 首页 > 军事

应用于冰箱行业的聚氨酯技术的发展

2019-01-02 21:20:16

应用于冰箱行业的聚氨酯技术的发展

自1987年蒙特利尔议定书生效以来,我国家电行业就开始积极开展CFC的替代工作。冰箱制造商及聚氨酯原料供应商做了大量的研究来寻找CFC的替代品,起初的工作主要致力于替代破坏大气臭氧层的含氯类发泡剂,近开始重视因使用含氟类发泡剂而引起的地球温室效应。

国内外替代情况

作为蒙特利尔议定书的缔约国,中国企业在多边基金的资助下,积极开展CFC-11的替代工作,据悉,到2005年底中国冰箱行业将全部完成CFC-11发泡剂的替代工作。目前大中型冰箱厂及新建的冰箱厂基本完成了从CFC-11向HCFC-141b及戊烷发泡体系的转换。中国是冰箱生产大国,产能超过2000万台,2002年生产量为1600万台,其中将近40%出口,所以即使HCFC-141b在中国还有很长时间可用,但为了出口的需要,大多数厂商均转向使用戊烷类发泡剂。

各种替代发泡剂的特性如表1所示。

在亚太地区,初HCFC141b由于其较低的气体导热系数及容易操作被作为的替代选择,但由于HCFC141b的ODP(高臭氧消耗潜能值)和GWP(地球温室效应)值都比较高,近在一些主要国家如日本等由于HCFC141b废止期限的邻近,正逐渐转向使用环戊烷发泡。

在欧洲,由于碳氢类发泡剂不含卤素、ODP为零及很低的GWP(地球温室效应)值,多数冰箱制造商选择碳氢类发泡剂,其中,环戊烷由于较低的导热系数而成为,但近来,由于成本的压力,欧洲正逐渐转向使用环/异戊烷或环戊烷/异丁烷混合发泡。

在美国,严格的能耗要求促使冰箱制造商寻求具有气体导热系数的发泡剂,使HCFC-141b成为其过度替代方案。随着HCFC-141b在2003年1月1日的废止,目前部分冰箱制造商开始转向零ODP的HFC类发泡剂,如HFC-245fa和HFC-134a。

成本和节能

大部分冰箱厂家都希望在CFC-11的替代的过程中,能够达到低成本和环保节能的目的,国内的聚氨酯化学厂家也正在寻找合适的技术途径帮助冰箱生产厂家,以求更好实现环保节能、低成本的目标。

在中国,环戊烷以其零ODP以及极低的GWP而成为国家环保局制定的《行业淘汰ODS战略》中的方案,但由于环戊烷自身的沸点较高,在低温下容易冷凝而必须使用较高的密度来防止泡沫收缩,所以原料供应商做了大量的研究来改善这种情况—通过在配方中引入能提高聚合物骨架强度的高官能度原材料或低沸点的发泡剂如异戊烷或异丁烷,提高泡孔内压,保证了在低密度下泡沫良好的尺寸稳定性,从而达到降低密度的目的。

一方面,环境法规要求采用对环境无破坏作用的零ODP及低GWP发泡剂如碳氢类发泡剂(碳氢类发泡剂制得的泡沫导热系数较高,不利于冰箱的节能);另一方面,冰箱能耗的要求越来越严格,各国(如美国、欧盟、日本等)都颁布了新的冰箱节能法规,中国也将于今年下半年实行强制性的冰箱能效标签。笔者认为,可以通过下列方式达到节能的目的:1.增加保温层厚度2.低导热系数泡沫系统3.引入真空绝热板增加保温层厚度无疑是直接有效的节能办法,但是增加泡沫层厚度一方面会增加冰箱成本,另一方面,泡沫层厚度的增加会使脱模时间延长,影响了生产效率。

通过配方的优化,开发的低导热系数的环戊烷系统,其导热系数已接近普通141b泡沫的水平。真空绝热板(VIP)作为一种高效的绝热材料正逐渐引起广大冰箱厂商的浓厚兴趣,其导热系数仅为普通环戊烷泡沫的1/4左右,使用VIP技术可以轻易地节能10%~15%,然而,由于应用VIP的成本相当高,且操作难度较大,目前仅用于某些冰箱。

目前真空绝热板的芯材主要采用粉状二氧化硅(Silica Powder)、开孔聚氨酯泡沫和开孔聚苯已烯泡沫,其中以陶氏化学公司开发的以开孔聚苯乙烯Instill*为芯材的真空绝热板因其真空度要求较低,工艺简单而成本相对较低。

总的来看,综合各种优异性能(环保、低密度、低导热系数、快速脱模)的聚氨酯泡沫系统势必成为冰箱制造商及聚氨酯原料供应商追求的目标。

co探测报警器
东莞塑胶模具开模
反补贴产业损害调查规定
推荐阅读
图文聚焦