冰箱聚氨酯发泡培训资料dow.ppt
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1、 聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫在电冰箱中的应用在电冰箱中的应用 内容提要内容提要陶氏化学公司简介陶氏化学聚氨酯业务简介聚氨酯原材料及发泡化学冰箱聚氨酯发泡技术冰箱发泡的常见缺陷及故障排除陶氏化学宁波聚氨酯研发中心简介2Year2000 TSReview JCao 陶氏化学公司简介陶氏化学公司简介高科技公司,2004年全球销售额超过402亿美元 1897年由Herbert H.Dow创立于Michigan州 Midland市 在全球37个国家的165个工厂生产超过3,300多种产品全球员工人数约43,000人 3Year2000 TSReview JCao 陶氏化学公司在全球的区域总部陶氏化学公司在全球
2、的区域总部Midland,Midland,Midland,Midland,MichiganMichiganMichiganMichiganNORTH NORTH NORTH NORTH AMERICAAMERICAAMERICAAMERICALATIN AMERICALATIN AMERICALATIN AMERICALATIN AMERICASao Paulo,Sao Paulo,Sao Paulo,Sao Paulo,BrazilBrazilBrazilBrazilHong KongHong KongHong KongHong KongHorgenHorgenHorgenHorgen,Sw
3、itzerlandSwitzerlandSwitzerlandSwitzerlandPACIFICPACIFICPACIFICPACIFICEUROPEEUROPEEUROPEEUROPE4Year2000 TSReview JCao 陶氏化学聚氨酯业务简介陶氏化学聚氨酯业务简介全球最大的多元醇和环氧丙烷生产商世界上主要的异氰酸酯生产商2004年聚氨酯业务销售额超过30亿美元员工约2500人在全球拥有26个制造工厂(包括研发中心)及26个组合料工厂(含服务中心)中国的宁波工厂和广州组合料工厂5Year2000 TSReview JCao 陶氏化学主要聚氨酯生产厂陶氏化学主要聚氨酯生产厂Free
4、portCartagenaTerneuzen+TertreTerragonaSan Lorenzo宁波宁波YochunEstarrejaStade+DelfzjilPortomargheraAltonaYokkaichiGuarujaisocyanatespolyolsCamacari6Year2000 TSReview JCao 聚氨酯基本化学聚氨酯基本化学7Year2000 TSReview JCao 2种液体组份种液体组份多元醇和异氰酸酯多元醇和异氰酸酯聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫多元醇多元醇异氰酸酯异氰酸酯发泡剂发泡剂+发泡剂发泡剂+聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫8Year2000 TSReview J
5、Cao 反应时间反应时间液体状态液体状态气体生成气体生成,颜色变化颜色变化膨胀膨胀,泡沫上升泡沫上升稳定稳定,上升终止上升终止时间时间:0 乳白乳白拉丝拉丝 不粘手不粘手PU泡沫泡沫,闭孔闭孔异氰酸酯异氰酸酯+多元醇多元醇反应反应,+放热放热异氰酸酯与水异氰酸酯与水反应生成反应生成CO2+放热放热发泡剂气化发泡剂气化,泡沫膨胀泡沫膨胀,聚合物形成聚合物形成异氰酸酯异氰酸酯多元醇多元醇发泡剂发泡剂9Year2000 TSReview JCao 如何制造聚氨酯泡沫?如何制造聚氨酯泡沫?多元醇多元醇发泡剂发泡剂表面活性剂(硅油)表面活性剂(硅油)催化剂催化剂水水阻燃剂阻燃剂异氰酸酯异氰酸酯预混预混多
6、元醇预混物多元醇预混物异氰酸酯异氰酸酯混合混合聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫10Year2000 TSReview JCao 组合聚醚多元醇组合聚醚多元醇单体聚醚和助剂的混合物单体聚醚和助剂的混合物 如如:多元醇多元醇1多元醇多元醇2多元醇多元醇3,.水水催化剂催化剂1催化剂催化剂2,.硅油硅油稳定剂稳定剂.助剂助剂多元醇多元醇11Year2000 TSReview JCao 聚氨酯反应聚氨酯反应异氰酸酯异氰酸酯+多元醇多元醇氨酯氨酯异氰酸酯异氰酸酯+水水胺胺+CO2异氰酸酯异氰酸酯+胺胺脲脲异氰酸酯异氰酸酯+异氰酸酯异氰酸酯异氰酸酯三聚体异氰酸酯三聚体+各种副反应各种副反应所有反应都是放热的,每一反应
7、可以选择性催化。所有反应都是放热的,每一反应可以选择性催化。12Year2000 TSReview JCao 聚氨酯发泡化学聚氨酯发泡化学聚合反应聚合反应R-N=C=O+R-OH R-N-C-O-R H O 异氰酸酯异氰酸酯多元醇多元醇聚氨酯聚氨酯+热热(升温至(升温至120-160 oC)13Year2000 TSReview JCao 聚氨酯发泡化学聚氨酯发泡化学发泡发泡 反应反应(物理发泡)物理发泡)液液 体体 +热量热量蒸气蒸气如:如:HCFC-141b HFC-245fa 戊烷戊烷14Year2000 TSReview JCao 聚氨酯发泡化学聚氨酯发泡化学 发泡反应发泡反应(化学发
8、泡):(化学发泡):R-N=C=O +H2O R-N-C-N-R +CO2 H O H异氰酸酯异氰酸酯 水水 脲脲 二氧化碳二氧化碳15Year2000 TSReview JCao 聚合反应聚合反应(三聚)(三聚)(在高指数下)(在高指数下)3 R-N=C=ORONO C C N NRCRO异氰酸酯异氰酸酯异氰酸酯环异氰酸酯环高热稳定性高热稳定性聚氨酯发泡化学聚氨酯发泡化学16Year2000 TSReview JCao 聚氨酯原材料聚氨酯原材料 异氰酸酯异氰酸酯多元醇多元醇多元醇混合物多元醇混合物助剂(硅油,催化剂等)助剂(硅油,催化剂等)发泡剂发泡剂化学发泡剂:水化学发泡剂:水CO2(由异
9、氰酸酯与水反应生成由异氰酸酯与水反应生成)物理发泡剂物理发泡剂17Year2000 TSReview JCao 异氰酸酯异氰酸酯含有如下反应基团的物质含有如下反应基团的物质-N=C=O甲苯二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯(TDI)二苯基甲烷二异氰酸酯二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)聚合聚合MDI硬质泡沫硬质泡沫18Year2000 TSReview JCao 纯纯MDI和聚合和聚合MDIO=C=N-O=C=N-CH2-N=C=O-CH2-CH2-N=C=ON=C=On纯纯MDI:官能度官能度=2聚合聚合MDI:官能度官能度=2.719Year2000 TSReview JCao 聚合聚合MDI储存条件储
10、存条件在在15-35C下可稳定存放六个月下可稳定存放六个月在低于在低于15C可能发生结晶(二聚体)而导致机器的过滤可能发生结晶(二聚体)而导致机器的过滤器和泵堵塞器和泵堵塞 结晶物在加热至结晶物在加热至70C以上可以熔解以上可以熔解 在高于在高于35C产生聚合反应,改变物理产生聚合反应,改变物理/化学性能化学性能,并释放并释放气体气体 这种反应是不可逆的这种反应是不可逆的对湿汽敏感,与水和空气中的湿汽反应对湿汽敏感,与水和空气中的湿汽反应密闭容器储存,氮封密闭容器储存,氮封20Year2000 TSReview JCao 多元醇多元醇含有以下反应基团的物质含有以下反应基团的物质多元醇多元醇聚醚
11、型聚醚型,聚酯型聚酯型,芳香族芳香族,脂肪族脂肪族胺类胺类单体聚醚多元醇和单体聚醚多元醇和 组合聚醚多元醇组合聚醚多元醇-OH21Year2000 TSReview JCao 单体聚醚多元醇单体聚醚多元醇22Year2000 TSReview JCao 多元醇合成多元醇合成起始剂起始剂+链增长剂链增长剂多元醇多元醇例例:O CH3R-OH +CH2-CH-CH3 R-O-CH2-CH-O-H起始剂起始剂 +链增长剂链增长剂 聚醚多元醇聚醚多元醇 (如环氧丙烷如环氧丙烷)(醚键醚键)n23Year2000 TSReview JCao 多元醇合成举例多元醇合成举例 ROH+1PORPO OHmor
12、e PO/OH,longer chain,more chain flexibility,i.e.+2PO/OH:起始剂起始剂链增长剂,环氧丙烷链增长剂,环氧丙烷RPO PO OH24Year2000 TSReview JCao 多元醇起始剂多元醇起始剂25Year2000 TSReview JCao 多元醇储存条件多元醇储存条件组合聚醚多元醇组合聚醚多元醇 在在 10-35C下可稳定储存下可稳定储存6个月个月低于低于10C时粘度高,并可能导致配方中各组份时粘度高,并可能导致配方中各组份分层而改变性能分层而改变性能 可在可在50C以上重新混合后重新使用以上重新混合后重新使用 在高温(长时间在高温
13、(长时间35C)可能造成某些催化剂可能造成某些催化剂失效而导致反应活性降低失效而导致反应活性降低单体聚醚多元醇可稳定储存单体聚醚多元醇可稳定储存2年以上年以上 26Year2000 TSReview JCao 助剂助剂催化剂催化剂胺类和金属盐类胺类和金属盐类:反应控制和平衡反应控制和平衡表面活性剂表面活性剂主要为硅油类主要为硅油类改善多元醇与异氰酸酯的混合效果改善多元醇与异氰酸酯的混合效果控制泡孔尺寸控制泡孔尺寸控制泡沫流动和密度分布控制泡沫流动和密度分布 27Year2000 TSReview JCao 水的重要性水的重要性与异氰酸酯反应产生与异氰酸酯反应产生 CO2(发泡反应发泡反应)改善
14、泡沫流动性改善泡沫流动性增加泡沫交联程度增加泡沫交联程度(泡沫强度)(泡沫强度)水水-异氰酸酯反应是高放热性的异氰酸酯反应是高放热性的(脱模问题)(脱模问题)由于脲的生成使泡沫发脆(影响与面材的粘接)由于脲的生成使泡沫发脆(影响与面材的粘接)28Year2000 TSReview JCao 发泡剂发泡剂CFC,Chloro-Fluoro-CarbonsODP=1(CFC 11),GWP=1(CFC 12)HCFC,Hydro-Chloro-Fluoro-Carbons较低较低ODP和和GWP(141b,22,124,)HFC,Hydro-Fluoro-CarbonsODP=0,高高GWP(13
15、4a,245fa,)HC,碳氢化合物碳氢化合物ODP=0,GWP很低但可燃很低但可燃!(环戊烷等环戊烷等,)已较少使用已较少使用29Year2000 TSReview JCao 冰箱泡沫用发泡剂冰箱泡沫用发泡剂欧洲,亚太地区和拉丁美洲欧洲,亚太地区和拉丁美洲碳氢发泡碳氢发泡环戊烷环戊烷碳氢混合发泡碳氢混合发泡环环/异戊烷异戊烷(70/30)比纯环戊烷省料比纯环戊烷省料35%环戊烷环戊烷/丁烷丁烷(80/20)比纯环戊烷省料比纯环戊烷省料810%美国美国HFC 134aHFC 245fa(目前美国海尔采用目前美国海尔采用HFC 245fa发泡)发泡)30Year2000 TSReview JCa
16、o 碳氢发泡剂碳氢发泡剂Substance沸点沸点 气体气体K值值 气体压力气体压力 25C 20C (C)(mW/mK)(bars)环戊烷环戊烷=C5H104912.40.34异戊烷异戊烷=C5H122813.60.80正正戊烷戊烷=C5H123614.50.65异丁烷异丁烷=C4H10-1115.92.94正丁烷正丁烷=C4H10-115.32.08(CFC-11=CCl3F246.90.8)31Year2000 TSReview JCao 聚氨酯泡沫加工聚氨酯泡沫加工32Year2000 TSReview JCao 主要的泡沫性能主要的泡沫性能发泡反应性发泡反应性自由发泡密度自由发泡密度
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