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全水聚氨酯泡沫塑料在電飯煲的應(yīng)用

時間:2005-07-06
關(guān)鍵詞:聚氨酯 泡沫 塑料 電飯煲 應(yīng)用 來源:www.newmaker.com
        電飯煲是一種普通家用廚房電器,在城鎮(zhèn)居民家庭的普及率和使用頻率很高。雖然電飯煲的功率一般為500~800 W,耗電量不是很大,但由于其使用頻繁,其耗電量也可觀。因此,要求家用電器生產(chǎn)廠生產(chǎn)出節(jié)能電器產(chǎn)品。研究電飯煲在煮飯、保溫過程中的節(jié)能降耗技術(shù)無疑具有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

        硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱性能優(yōu)異的保溫材料。電飯煲的節(jié)能技術(shù)實際上就是提高電熱能的利用率、降低保溫時的耗電量。從此意義上講,電飯煲的節(jié)能與電冰箱(蓄冷)、電熱水器(蓄熱)等的節(jié)能存在相似之處。因此,將電冰箱保溫用的聚氨酯泡沫塑料做電飯煲保溫層應(yīng)該是完全可行的??讫堧娖鞴煞萦邢薰驹诰郯滨グl(fā)泡方面擁有成熟的技術(shù)。

         由于電飯煲通常是在高溫下工作,因此要求泡沫在高溫下不能釋放出對人體有害的物質(zhì),并且不能出現(xiàn)易燃易爆等情況?,F(xiàn)在聚氨酯發(fā)泡應(yīng)用中比較安全的HCFC-141b發(fā)泡體系卻存在較大氣味,不能為人接受,所以,綜合考慮,本試驗傾向于采用全水發(fā)泡體系[1]。水發(fā)泡聚氨酯硬泡體系的臭氧消耗潛值(ODP)為零,發(fā)泡材料的環(huán)保及安全衛(wèi)生性符合要求。最終決定采用消毒柜用全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料作為電飯煲的保溫層,希望通過此項技術(shù)的應(yīng)用能夠使電飯煲達(dá)到節(jié)能的目的。

         1 實驗

        1.1 原料

        組合聚醚(A組分),牌號為RW8254HF,順德容威聚氨酯保溫材料廠;

        粗MDI(B組分),牌號44V20L,德國Bayer公司。

         1.2 試驗工藝參數(shù)

        本試驗所采用的發(fā)泡體系為在容威聚氨酯保溫材料廠原有的全水發(fā)泡體系基礎(chǔ)上,與容威聚氨酯保溫材料廠共同研究開發(fā)出來的,所作的試驗均在本公司產(chǎn)品CFXB40-J56(220V/700W)型電飯煲上進(jìn)行。

        原料配比(質(zhì)量比): A∶B=1∶2

         A、B兩組分溫度: 23~27℃

         混合:攪拌2500 r/min;攪拌時間10~12 s(可根據(jù)氣溫適當(dāng)調(diào)整)。

          工件預(yù)熱:電飯煲工件預(yù)熱55~70℃(可根據(jù)環(huán)境溫度適當(dāng)調(diào)整)。

          熟化:發(fā)泡后的電飯煲要求在60~70℃環(huán)境中熟化10min,若發(fā)泡良好可無需熟化。

          2 試驗結(jié)果分析 

          2.2.1 泡沫物理性能

        電飯煲用全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料在200℃考驗5 h的物理性能變化測試見表1。泡沫的密度為28~32 kg/m3,壓縮強(qiáng)度為0.148 MPa (企標(biāo)≥0.12 MPa)。

         由表1數(shù)據(jù)可知,該全水發(fā)泡系統(tǒng)泡沫完全滿足科龍電器股份有限公司的《電飯煲用聚醚組合料及產(chǎn)品發(fā)泡成型技術(shù)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。


       2.2 耐溫性能 

        2.2.1 耐高溫性能

        為確保在高溫下材料不受影響,本試驗測試了電飯煲內(nèi)鍋灶在工作狀態(tài)下不同部位的溫度分布及泡沫耐熱溫度上限。

        在煲水狀態(tài)下,A點(取發(fā)熱盤上任意一點)溫度為108℃,B點(取內(nèi)鍋灶上任意一點)為86℃,煲飯狀態(tài)下A點溫度為141℃,電飯煲內(nèi)鍋灶上的過熱保護(hù)器最高設(shè)定溫度為165℃,而本系統(tǒng)是在消毒柜用全水發(fā)泡聚氨酯的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)工作開發(fā)的,泡沫的耐熱溫度上限為200℃、5 h,因此,本系統(tǒng)完全滿足安全要求。

        高溫老化試驗是檢測電飯煲耐熱性能重要指標(biāo)之一。全水發(fā)泡聚氨酯材料在高溫下5 h后的導(dǎo)熱系數(shù)見表2。



         表2數(shù)據(jù)說明,聚氨酯全水發(fā)泡體系的泡沫經(jīng)高溫老化后,導(dǎo)熱系數(shù)變化很小。

         同時將電飯煲經(jīng)過180℃、5 h的敞開式老化試驗,聚氨酯泡沫材料變黃,但未變形、未脫層,而塑料件(中環(huán))則嚴(yán)重熔融變形。由此可見,所采用的聚氨酯泡沫塑料耐高溫老化性能良好,優(yōu)于其它塑料件。

          2.2.2 低溫可靠性試驗

         將聚氨酯泡沫保溫材料的電飯煲放入-20℃的條件下冷凍3天后,在室溫下恢復(fù)30 min,發(fā)現(xiàn)電飯煲的聚氨酯泡沫材料保溫層表面基本上沒有明顯變化,也未見泡沫與金屬件之間發(fā)生脫離現(xiàn)象??梢姡郯滨トl(fā)泡體系泡沫在低溫下未有明顯收縮,與電飯煲的金屬件的粘接性也較好。

          2.3 產(chǎn)品安全性測試

        斷開電飯煲熔斷器電路,讓電飯煲連續(xù)通電,發(fā)現(xiàn)在通電后8 min時聚氨酯泡沫與內(nèi)鍋罩接觸面溫度升到185℃,電飯煲塑料件及泡沫外形無變化;9 min時,泡沫與內(nèi)鍋罩接觸面溫度達(dá)200℃,此時,電飯煲塑料件襯蓋變形,中環(huán)融化,泡沫外形則無變化;到13 min時,聚氨酯泡沫與內(nèi)鍋罩接觸面溫度已達(dá)240℃,則只有與內(nèi)鍋罩接觸處發(fā)生炭化現(xiàn)象,但未燃燒。由此試驗結(jié)果說明,聚氨酯泡沫在電飯煲正常和非正常工作狀態(tài)下不會產(chǎn)生明顯變形、失重及起火現(xiàn)象,較為安全,且耐熱性優(yōu)于電飯煲上采用的塑料件。

         2.4 節(jié)能電飯煲的保溫性能

         2.4.1 熱效率、保溫能耗

         與傳統(tǒng)的電飯煲相比,用聚氨酯泡沫做電飯煲的保溫層,能有效地阻止煮飯過程中的傳導(dǎo)及熱輻射,并與煲蓋的密封圈一起,形成一個密封的、均勻的熱場,因此能更有效地提高電飯煲產(chǎn)品的熱效率,降低保溫能耗,節(jié)約了電能。用聚氨酯泡沫做保溫層的節(jié)能電飯煲的熱效率、4 h保溫能耗的測試結(jié)果見表3。


          從表3可看出,保溫節(jié)能電飯煲的熱效率及保溫能耗完全合格。

         2.4.2 升溫與降溫速度

         用功率均約為703W的電飯煲做升降溫試驗,將4.0 L、溫度為13.8℃的水加熱到100℃,所需的時間以及電飯煲外殼溫度見表4。在電飯煲中100℃的水冷至不同溫度所需要的時間見表5。



        由表4、表5的結(jié)果可以看出,采用加聚氨酯保溫層的電飯煲具有一定的保溫性能,因此可明顯地縮短煮飯時間,節(jié)省電能。

         3 結(jié)束語

        科龍公司的節(jié)能電飯煲在電飯煲外殼與內(nèi)鍋罩之間采用環(huán)保的聚氨酯全水發(fā)泡,提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度,有明顯的節(jié)能效果,可減少了熱量損失,加快煮飯速度;另一方面,電飯煲保溫階段加熱次數(shù)明顯減少,水分散失量大大減少,使電飯煲長時間保溫,同時兼顧米飯的口感,給今天人們快節(jié)奏的生活帶來極大方便。