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聚氨酯铝合金复合板保温性能试验研究

聚氨酯铝合金复合板保温性能试验研究 鑫悦晟华
2020-07-10
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导读:本期内容:聚氨酯铝合金复合板保温性能试验研究全因子法优化设计发泡工艺配方示例

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星期五

2020年7月


处人不可任己意,要悉人之情;处事不可任己见,要悉事之理。



北京市居住建筑80%节能设计标准已经正式颁布了,将从2021年1月1日开始正式执行。这又是一个建筑节能划时代的意义,标志着我国新建居住建筑将进入80%节能水平。从上个世纪80年代开始到如今,我国的建筑节能水平,分别走完了30%、50%、65%以及75%历程。

有人说,像河北、山东都出台了被动式超低能耗建筑设计标准,那么这个80%的节能设计标准跟超低能耗标准相比还是落后的。其实不然,河北、山东等省市出台的超低能耗标准还只是推荐性标准,不强制建设企业必须执行。而北京这个80%设计标准那是强制标准,但凡新建的居住建筑,都必须参照执行,不得马虎。

对于门窗届朋友来说,看到将门窗热工设计指标提升到1.1W/(m2.K)这个传热系数的要求,一定都很开心,这个指标的跨越太大了,市场上普通门窗又要被淘汰了,那些一直致力于高节能门窗的企业机会来了。

比如下面这种断桥铝合金型材门窗,硬质聚氨酯保温隔热型材75系列,配置高性能玻璃,传热系数做到1.1以下,妥妥的,是低能耗建筑铝合金型材系列的首选配置。

资讯来源:绿建节能方向标



01

聚氨酯铝合金复合板保温性能试验研究


在建筑设计中,为确保室内温度适当,须特别关注墙体材料选择。当前,可供选择的墙体保温材料类型丰富,其中应用效果较好的有XPS 板,胶粉聚苯颗粒,EPS 板,聚氨酯及半硬质矿棉板等。随着对保温的要求不断升高,研究人员也在不断探索。

本文在已有研究基础上,结合我国地域气候差异,以聚氨酯铝合金复合板为研究对象,建立了多种物理模型,并设计了不同工况,运用Ecotect Analysis 软件对隔热板保温性能进行模拟,希望对南北地域建筑保温设计,降低建筑能耗提供参考。

模型的建立

不同区域保温隔热性能

结论

聚醚多元醇羟值官能度合分子量适用范围

聚醚多元醇

聚醚-聚烷醚或聚氧化烯烃

是由环氧化物与起始剂中活波氢反应制得,聚醚的官能度来源于所用的特定起始剂中所含有的活波氢原子数。

一般而言,随着聚醚羟值和官能度增大,泡沫密度与力学强度随之增大。

另外,羟值和官能团增加,发泡时交联密度也随之增加,压缩强度也就随之上升。

聚醚多元醇分子式:HO-R-OH

R:烷基或氢

资料来源:DOW化学《建筑硬泡聚氨酯》

除了官能度和羟值外,聚醚结构及其分子链长短对泡沫性能也有十分重要的影响。

结构中含苯环的要比不含苯环的高得多

环状结构比直链结构泡沫要强、官能度高的比官能度低的要强。

单体聚醚中含有的未反应的环氧丙烷是造成制品恶性塌泡的最主要因素之一

PO在碱性-胺类催化剂情况下使硅油的结构发生变化,生成了有消泡作用结构的物质;同时,PO在碱性情况下具有一定的氧化作用,易使组合料颜色变深。

塌泡现象:轻微时表现为泡孔粗大且不均匀,严重时无法形成泡沫结构。

组合料性能劣化,表现为组合料酸度增加,即PH值降低、粘度增加、色泽变深,甚至发黑,产生令人不愉快的辛辣味;与ISO的反应速度减慢,生成的泡沫外观质量变差;泡孔变粗,甚至塌泡。

聚氨酯材料还是比较特殊的,我们的客户需要用这个材料再去进行他们的生产,继而生产具有高技术含量的产品。所以,这个产品的特性也决定了我们必须要和他们有进一步的接触和技术上的进一步交流。

贴近客户,从而总是接近问题的答案。

先进技术提高效率、先进的技术提高了产品的效益。

生产高硬度软泡配方

聚合体含量高,大幅度提高泡沫塑料硬度

FA-516  (POP)              50

GP-3030 (PPG)             50

水                                4.5

DABCO 33LV                0.3

锡                               0.28

L-520                          1.5

TDI-80                        52.2


主要用途

寝具用床垫、服装用垫肩、吸音材料、育苗用垫等。

全因子法优化设计发泡工艺

02

由于VOC 包含了多项指标,如果选择VOC为响应变量,那么在进行实验设计时,由于指标之间可能会出现相互矛盾的现象,“最优”水平组合可能不存在。总挥发性有机物(英文简写为TVOC)是指用气相色谱非极性柱分析保留时间在正己烷和正十六烷之间并包括它们在内的已知和未知的挥发性有机化合物,是一个数值。Brodzik 等通过实验表明了不同材料及其排放物之间有相互吸附的作用,TVOC 和VOC 之间有一定的线性关系,但不是简单的加和。本文选择以TVOC为响应变量。

为了获得全部因子效应和交互效应的准确信息,且由于本次实验因子个数小于五个,故选用全因子实验设计法进行实验设计和实验数据分析,并借助Minitab 软件进行方差分析,建立模型,得到最优工艺参数。

实验计划表

座椅发泡TVOC 实验结果

VOC 测试方法

VOC 采样按标准SMTC 5 400 018《轿车内零件及材料VOC 测试法(袋式法)》;

VOC 测试按HJ/T 400- 2007《车内空气挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》。


总结

本文基于DOE 方法优化发泡聚氨酯座椅VOC,用Minitab 软件分析实验数据,建立响应变量TVOC 和显著因子的线性回归方程,利用模型

的分析图形和响应优化器,得到了优化的工艺参数。主要得到以下结论:



2020年市场规模有望达4698亿元

资料来源:冷链物流






资料来源:互联网,仅供参考,实际应以具体要求选择适合原料、助剂、发泡剂

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