RETé UR-5988:低K值/低缺陷矽油在(zài)冰箱中的(de)應用

劉強
曹佳

奧斯佳材料科技
聚氨酯添加劑

松勝路1218号
201600 上(shàng)海
中國(guó)

硬質聚氨酯泡沫塑料（rigid polyurethane foam，簡稱 RPUF），又稱聚氨酯硬泡，是(shì)以(yǐ)聚醚或者聚酯多元醇與異氰酸酯以(yǐ)及水、多元胺或小分子(zǐ)多元醇等擴鏈劑或交聯劑在(zài)催化劑的(de)作用下經發泡而(ér)成的(de)泡沫材料。（[1] 方禹聲，朱呂民。聚氨酯泡沫塑料（第2版）。北京：化學工業出(chū)版社，1987.182）具有重量輕、比強度高，尺寸穩定性好、機械強度高的(de)優點，同時(shí)硬質聚氨酯泡沫塑料的(de)絕熱性能優越，是(shì)保溫材料中導熱系數極低的(de)材料之(zhī)一(yī / yì ／yí)，主要(yào / yāo)用于(yú)冰箱冰櫃、建築闆材、管道(dào)等領域，被譽爲(wéi / wèi)“實現65%節能的(de)理想保溫材料”。（[2] 陳宣. 聚氨酯的(de)應用和(hé / huò)開發研究[J]. 産品與市場，2007（1）：20-21.）

但随着環保法規要(yào / yāo)求的(de)日趨嚴格，以(yǐ)及家電能效标準的(de)日益提高，冰箱行業對聚氨酯硬泡的(de)産品和(hé / huò)能效要(yào / yāo)求也(yě)逐漸變高，具有更爲(wéi / wèi)優異的(de)導熱系數和(hé / huò)更低的(de)整體能耗水平顯得尤爲(wéi / wèi)重要(yào / yāo)，整體行業發展正朝着高效節能、安全環保的(de)方向持續推進。([3]劉保花等.環保型聚氨酯泡沫塑料發泡劑在(zài)冰箱領域的(de)應用研究[J]. 山東化工，2015,44(20):71-73.)

針對目前冰箱行業現狀，奧斯佳（OSiC）通過與市場上(shàng)常用一(yī / yì ／yí)款性能優異的(de)冰箱用有機矽勻泡劑B對比，研發出(chū)一(yī / yì ／yí)款新型有機矽勻泡劑UR-5988，減少整體表面缺陷的(de)同時(shí)，顯著降低聚氨酯硬泡的(de)導熱系數，從而(ér)可以(yǐ)減少冰箱整機的(de)能耗。

1、實驗部分

1.1 主要(yào / yāo)原料
聚醚多元醇A，聚醚多元醇B，聚醚多元醇C，句容甯武新材料股份有限公司；
PC-5、PC-8、PC-41，江蘇奧斯佳材料科技股份有限公司；
有機矽勻泡劑UR-5988，江蘇奧斯佳材料科技股份有限公司；
市場有機矽勻泡劑Sample-B；
發泡劑環戊烷，佛山美龍環戊烷化工有限公司；
HFC-245fa，Honeywell International公司；
PM-200，萬華化學集團股份有限公司。以(yǐ)上(shàng)均爲(wéi / wèi)工業級。

1.2 儀器與設備

Fox-200型導熱系數儀，美國(guó)Laser Comp公司；高速攪拌器，德國(guó)PENDRAULIK公司；L模，爬高管，定制；JSM-7600F型掃描電鏡，日本電子(zǐ)株式會社；HY-0580型萬能測試儀，上(shàng)海衡翼精密儀器有限公司。

1.３冰箱評估基本配方及泡沫制備方法

2.2、流動指數
冰箱、闆材以(yǐ)及管道(dào)等保溫材料的(de)成型，要(yào / yāo)求組合料具有良好的(de)流動性，流動性的(de)好壞，對聚氨酯硬泡的(de)性能有顯著的(de)影響。
在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下，我們采用爬高管，測試UR-5988和(hé / huò)Sample-B的(de)流動性指數，見表1(單位：cm/g)：

由表1可知，UR-5988在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系中的(de)流動指數與市場産品Sample-B基本一(yī / yì ／yí)緻，處于(yú)同一(yī / yì ／yí)水平。

2.3、泡沫表面性能
泡沫表面性能，是(shì)聚氨酯泡沫的(de)主要(yào / yāo)指标之(zhī)一(yī / yì ／yí)，它的(de)好壞在(zài)一(yī / yì ／yí)定程度下可以(yǐ)影響硬泡性能。由UR-5988與Sample-B在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下制備的(de)泡沫表面缺陷如圖3所示：

從圖3可以(yǐ)看出(chū)，在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下，UR-5988的(de)表面空洞都要(yào / yāo)少于(yú)Sample-B，說(shuō)明UR-5988的(de)表面性能優于(yú)Sample-B。

2.4、導熱系數
導熱系數是(shì)衡量材料保溫性能的(de)重要(yào / yāo)指标，直接影響着冰箱、闆材等成品的(de)保溫效果和(hé / huò)能耗。主要(yào / yāo)來(lái)源于(yú)3個(gè)熱傳遞控制過程：聚合物熱傳導、氣體熱傳導和(hé / huò)輻射熱傳導。氣體熱傳導主要(yào / yāo)來(lái)源于(yú)發泡劑，在(zài)發泡劑一(yī / yì ／yí)定的(de)條件下，可以(yǐ)通過改變泡沫穩定劑，提高乳化性能，改善泡沫密度和(hé / huò)泡孔結構，使聚氨酯硬泡的(de)泡孔變得細膩，從而(ér)降低導熱系數。表2是(shì)UR-5988與Sample-B在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下制備的(de)泡沫的(de)導熱系數[單位：mW/(m·k)]：

從表2可知，在(zài)CP體系下，UR-5988的(de)導熱系數爲(wéi / wèi)21.60 mW/(m·k)，相比Sample-B的(de)導熱系數低0.2 mW/(m·k)；
在(zài)CP/245fa體系下，UR-5988的(de)導熱系數爲(wéi / wèi)21.46 mW/(m·k)，相比Sample-B的(de)導熱系數低0.12 mW/(m·k)。
根據以(yǐ)上(shàng)數據可以(yǐ)看出(chū)，UR-5988的(de)導熱系數在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下都要(yào / yāo)低于(yú)Sample-B，極其顯著。

2.5、壓縮強度
壓縮強度是(shì)衡量材料力學性能的(de)重要(yào / yāo)指标之(zhī)一(yī / yì ／yí)，壓縮強度越大(dà)，說(shuō)明材料抵抗壓縮載荷而(ér)不(bù)失效的(de)能力越大(dà)，材料結構越穩定，并且由于(yú)聚氨酯硬泡沿一(yī / yì ／yí)定方向生長，使其在(zài)平行與垂直兩個(gè)方向的(de)壓縮強度有差異，對于(yú)泡沫制品而(ér)言，兩者差異越小，說(shuō)明泡沫越趨于(yú)各項同性，穩定性越高。
表3是(shì)UR-5988與Sample-B在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下制備泡沫的(de)聚氨酯硬泡的(de)壓縮強度對比：

泡沫穩定劑	CP			CP+245fa
	尺寸穩定性（48h、-30 ℃）/%			尺寸穩定性（48h、100 ℃）/%
	長	寬	高	長	寬	高
UR-5988	-0.20	-0.11	-0.09	-0.39	-0.26	-0.33
Sample-B	-0.18	-0.16	-0.07	-0.28	-0.37	-0.41

從表4可以(yǐ)看出(chū)，在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種體系下制備的(de)泡沫，其長、寬、高三個(gè)方向上(shàng)的(de)尺寸穩定性基本一(yī / yì ／yí)緻，都小于(yú)1 %，沒有出(chū)現顯著的(de)收縮，兩者沒有顯著的(de)差别。

3、結束語
在(zài)CP和(hé / huò)CP/245fa兩種發泡體系下，對比了(le／liǎo)OSiC新産品UR-5988與市場産品Sample-B的(de)流動性、導熱系數、壓縮強度、尺寸穩定性和(hé / huò)表面缺陷等性能，結果表明：
（1）由UR-5988與Sample-B制備的(de)泡沫的(de)尺寸穩定性、流動性以(yǐ)及壓縮強度等性能基本一(yī / yì ／yí)緻，沒有太大(dà)差别；
（2）由UR-5988制備的(de)泡沫的(de)導熱系數比Sample-B低，保溫功能更好；
（3）由UR-5988制備的(de)泡沫的(de)表面缺陷比Sample-B少。

作者介紹
劉強
江蘇大(dà)學分析化學碩士。2015年入職奧斯佳材料科技，中級工程師，知識産權工程師，姑蘇重點産業緊缺人(rén)才，長期從事聚氨酯助劑的(de)研究開發工作，豐富的(de)項目管理經驗。

曹佳
1984年出(chū)生，東華大(dà)學碩士研究生畢業，2010年至2020年先後就(jiù)職巴斯夫聚氨酯特種産品（中國(guó)）有限公司和(hé / huò)科思創聚氨酯（中國(guó)）有限公司，從事聚氨酯家電和(hé / huò)建材硬泡技術服務經理工作。2020年加入奧斯佳，任職技術和(hé / huò)銷售經理，主管聚氨酯硬泡應用評估和(hé / huò)大(dà)客戶銷售服務等相關工作。