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聚氨酯医用冷柜保温材料的生产

聚氨酯泡沫是目前所有隔热保温材料中的领导者,广泛用于冰箱冰柜、太阳能热水器、管道建筑保温、冷库板、交通运输、航空、军工等诸多绝热保温领域。近年来,随着生命科学和生物基因技术的日益兴起,低温医用冷柜产品的需求量呈逐年上升趋势,尤其-86℃的低温医用冷柜需求最大,在医疗、科研、生物技术等领域中被广泛用于低温环境的制备和物质的低温储存,由于低温医用冷柜内外温差较大,因此柜内的温度分布通常不均匀严重影响保存物的品质和安全,同时由于聚氨酯泡沫长期处于较低温度条件下,对聚氨酯泡沫的低温尺寸稳定性、压缩强度和导热系数均有较高的要求,而普通环戊烷型组合聚醚重点考虑发泡剂安全性,同时制备的泡沫密度较高且泡沫的尺寸稳定性和保温性较差,HCFC-141B制备的泡沫压缩强度及耐低温尺寸稳定性较差,长期低温条件下工作泡沫随时间的收缩变形量相对较大导致泡沫层的厚度将逐渐减小,泡沫的导热系数及抗压强度等性能都将有所降低,聚氨酯泡沫保温隔热性能降低明显,大大影响保温效果增加了能耗,造成资源浪费。

实验

原料

聚醚多元醇SA460,工业级,山东蓝星东大化工有限责任公司;聚醚多元醇SA460,工业级,山东蓝星东大化工有限责任公司;聚醚多元醇YD-401P,工业级,河北亚东化工集团有限公 司;聚醚多元醇NJ305,工业级,句容宁武新材料发展有限公司;二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)PM200,工业级,烟台万华聚氨酯股份有限公司;硅油L-6863,工业级,美国迈图高新材料公司;催化剂N,N-二甲基环己胺(NT CAT PC-8),工业级,新典化学材料(上海)有限公司;N,N-二甲基苄胺(NT CAT BDMA),工业级,新典化学材料(上海)有限公司;1,3,5- 三(二甲氨基丙基) – 六氢三嗪(NT CAT PC-41),工业级,新典化学材料(上海)有限公司;TMR-2,工业级,美国空气化工公司;发泡剂水,工业用水;发泡剂 HFC-245FA,工业级,美国霍尼韦尔公司;

实验步骤

将称量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C和聚醚多元醇D加入反应釜中搅拌,然后加入称量好的泡沫稳定剂、催化剂、化学发泡剂、物理发泡剂,在常温下搅拌1.0-1.5小时,得到A组份,具体配方如下表1;

表1:A组份具体配方

原料 配方1 配方2 配方3
SA460 45 45 50
SA380 20 15 15
YD-401P 25 30 25
NJ305 10 10 10
L-6863 2.5 3.5 3.5
H2O 2.5 2.25 2.35
NT CAT PC-8 1.3 1.5 1.5
NT CAT BDMA 1.2 1.3 1.5
NT CAT PC-41 0 0.4 0.3
TMR-2 0.6 0 0.3
HFC-245FA 25 30 30

将A组份与B组份按照重量比1:1.0-1.2混合均匀进行反应,制备出低导低能耗医用冷柜型聚氨酯保温材料。

实验结果

得到的低导低能耗医用冷柜型聚氨酯保温材料的具体性能参数如下表2

性能参数 配方1 配方2 配方3
模塑芯密度,kg/m3 32.4 34.1 33.2
导热系数,W/m·K 0.0184 0.0182 0.0183
压缩强度,kpa 185.4 201.6 195.8
尺寸稳定性,% -30℃,24h 0.10 0.06 0.11
100℃,24h 0.16 0.11 0.17
闭孔率,% 95.1 96.2 95.3

有表2的数据可知,本实验得到的聚氨酯硬质泡沫保温材料,泡沫的导热系数可在18.0~18.5mW/m·K范围,有效降低了低温医用冷柜长期使用过程中的能耗问题,节约了能源,同时泡沫密度与纯环戊烷体系相比,抗压强度更高、耐低温尺寸稳定性更好,可降低泡沫整体密度10-15%。

结论

本实验得到的聚氨酯硬质泡沫保温材料,泡沫的导热系数可在18.0~18.5mW/m·K范围,有效降低了低温医用冷柜长期使用过程中的能耗问题,节约了能源,同时泡沫密度与纯环戊烷体系相比,抗压强度更高、耐低温尺寸稳定性更好,可降低泡沫整体密度10-15%,本实验生成的泡沫体系自身具有较高的强度与韧性,与冷柜箱体的粘结强度较高,不会出现脱壳分层问题,泡沫的尺寸稳定性和流动性好,可满足长期低温条件下的使用要求,本发明制备方法简便易操作,生产过程无三废污染,安全环保。

 

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