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环戊烷、环/异戊烷(混合戊烷)作发泡剂优缺点
来源: | 作者:sirloong | 发布时间: 2022-02-21 | 852 次浏览 | 分享到:
环戊烷作发泡剂-保温效果好,
环/异戊烷(混合戊烷)作发泡剂-成本低。

环戊烷、环/异戊烷(混合戊烷)作发泡剂优缺点

 

环戊烷、环/异戊烷物化性能对比

第一,沸点不同,异戊烷是28℃,环戊烷49℃,与CFC-11(沸点23.8℃)相比,异戊烷更接近,而作为发泡剂,很显然,异戊烷较环戊烷更合适,发泡剂在硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡过程中,利用聚醚多元醇和异氰酸酯反应放出的热量加热发泡剂,发泡剂预热汽化产生发泡作用。一部分溢出,一部分残留在泡孔中,用异戊烷和环戊烷对比,用异戊烷时,聚醚多元醇和异氰酸酯反应放热,当温度达到28℃以上时,异戊烷即汽化,起发泡作用,而环戊烷却要等到反应放热的温度达到50℃左右时,环戊烷才能汽化,起发泡左右。

所以国内引进的所有用环戊烷作发泡剂的冰箱生产线,对模具都必须预热到一定温度,发泡车间的环境温度较高也是这个原因。而要预热模具,发泡车间要保持一定的温度都需要热源,这个能量也是需要一定的制造成本,用环/异戊烷作发泡剂对发泡车间的环境温度及模具温度的要求较用环戊烷作发泡剂的低,发泡过程对模具的预热和环境温度的要求低,相对来说可以节约一部分能源,可以适当降低一定的成本。

 

第二,蒸汽热导系数不同,CFC-11是0.008(20℃) W.(m.k)-1,环戊烷是0.010(20℃)/W.(m.k)-1,异戊烷是0.013(20℃)/W.(m.k)-1,显然从蒸汽热导系数来看,环戊烷更接近CFC-11的蒸汽热导系数。用做发泡剂的蒸汽热导系数是越小越好,因为发出的泡沫有部分发泡剂残留在泡孔中,而留在泡孔中的发泡剂的蒸汽热导系数大小将直接影响到硬质聚氨酯泡沫塑料的传热效果,残留在炮孔中的蒸汽热导系数越小,泡沫制品的绝热效果越好,异戊烷的蒸汽热导系数与环戊烷相比,高处0.003(20℃)W.(m,k)-1。因此在形成泡沫K值较环戊烷泡沫要差。但低温下泡沫的导热系数与环戊烷体系相当。

 

第三,发泡剂的蒸汽压不同,异戊烷的沸点较低,与环戊烷相比,温度降低时,异戊烷还呈气态,因此对泡沫有一定的支撑作用,这样,对泡沫的尺寸稳定性有很大的帮助。因此可提高泡沫的尺寸稳定性,从而可相应地降低泡沫的稳定密度,就能达到客户满意的要求。故在降低冰箱生产成本时建议 采用环/异戊烷发泡。

 

环戊烷、环/异戊烷(7:3)发泡技术对比

环戊烷发泡:主要应用于对绝热性能要求高,但又要无氟替代的场合,这符合国家与国际环保与节能的要求。在室温下,戊烷发泡泡沫体内戊烷仍为气态,如泡沫材料在低温时,泡沫内戊烷易冷凝转变为液态戊烷,一旦出现这种冷凝,泡孔内混合气体的实际压力会随温度降低而逐渐减小,产生与大气压的压力差,同时,环戊烷冷凝对泡沫产生溶涨左右,从而造成泡沫材料变形的应力,对CFC-11发泡而言,密度在32kg/m³具有足够的强度承受因泡孔内压力减小而产生的应力,若戊烷发泡,则必须使密度提高到35kg/m³,以便有足够的强度承受这种应力,确保其有足够的尺寸稳定性,为了达到上述泡沫密度,当配方水中用量为2份时,戊烷用量一般为12份左右。与F11相比,在配方中用量少。为保证尺寸稳定性,需提高密度,箱体芯密度在35kg/m³。所制冰箱普通泡沫导热系数在0.0200-0.0210W/m.k, 优化系统的泡沫K值可达0.0195W/m.k。

 

环/异戊烷(7:3)发泡:为降低冰箱的生产成本,采用环/异戊烷可以降低泡沫的成型密度,而泡沫的尺寸稳定性较高,经核算,生产冰箱的灌注量比环戊烷发泡低5%-8%,箱体芯密度在33kg/m³。所制冰箱泡沫导热系数在0.0210-0.0220W/m.k但冰箱能耗较环戊烷体系略高。

 

在同一条生产线上,可根据生产订单的要求采用环戊烷或环/异戊烷进行发泡切换,切换前需对设备与管道用将使用的组合聚醚进行清洗与置换,才能采用新的发泡剂发泡。

 

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