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聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發

來源:TA儀器   2025年07月28日 10:20  

應用指南 | 聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發


聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發

聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發


突破冰箱能效極限!美的研發出17.7mW超低導熱硬泡,無氟配方直擊歐盟新規。

導語

歐盟一聲禁令,含氟發泡劑即將退出冰箱保溫材料舞臺——2026年起,所有在歐盟銷售的產品必須換芯。面對這一技術真空,美的集團中央研究院推出了一份解決方案:導熱系數低至16mW/m·K的聚氨酯泡沫,更同步推出無氟的環保配方,性能直逼傳統含氟材料!

方基永,趙士虎,蔣永斌,劉維,彭文慶等,《低導熱系數聚氨酯硬質泡沫設計與開發》,2024年中國家用電器技術大會論文集

為什么冰箱急需“超低導熱泡沫”?

1 能效升級迫在眉睫

n   現有冰箱保溫層導熱系數為18.8~20.0 mW/m·K,難以滿足新能效標準;

n   傳統方案依賴高價真空隔熱板(VIP),成本激增且工藝復雜。

2 歐盟禁令倒逼技術革命

n   20242月歐盟新規:2026年起禁止在冰箱中使用含氟發泡劑(LBAHFC-152a)

n   全球冰箱廠商面臨保溫性能環保合規的雙重挑戰。


美的中央研究院的測試設備

聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發

                                                                                                                     圖1Fox200儀器外觀圖

TA儀器FOX 200熱流計法導熱儀(見圖1)。依據行業標準《GB/T 26689-2024冰箱、冰柜用硬質聚氨酯泡沫塑料》規

定,測試標準GB/T 10295,樣品尺寸:200mm x 200mm x 25mm,儀器上板溫度2℃,下板溫度18℃,溫差16℃

平均溫度10℃

如何突破技術天花板?

核心策略:雙管齊下降導熱

聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發

                                                                                                                         圖2:導熱系數貢獻與泡沫密度之間的關系


聚氨酯泡沫的導熱由三部分構成(2)


n   氣相導熱(60%~70%):發泡劑氣體主導

n   固相導熱(20%~30%):泡孔骨傳導

n   輻射傳熱:泡孔間熱輻射


技術路徑1:創新氣相設計

聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發


            亮點:無氟配方在舍棄含氟發泡劑后,導熱系數仍比現有體系低6%,且符合歐盟法規規定!

技術路徑2:納米級泡孔調控

n   泡孔尺寸越小,克努森效應導致氣相導熱越低;

n   開創成核型表面活性劑:提升氣泡核密度,抑制泡孔合并;

n   高活性催化體系:加速凝膠反應,鎖定微小泡孔結構。

成果:泡孔尺寸較傳統泡沫縮小40%,氣相導熱顯著降低。

實測性能:成本與能效雙贏

聚氨酯大廠都用FOX導熱儀測什么?美的研究院無氟低導熱聚氨酯硬泡開發

應用價值

n   替代VIP板:超低導熱泡沫可減少50%以上VIP用量,單臺冰箱降本超百元;

n   能效提升:其整機能耗降低7%~8%,輕松跨越新能效門檻;

n   出海通行證:無氟方案ODP/GWP值為0,直通歐盟市場。

美的此次突破不僅解決了歐盟禁令的卡脖子難題,更帶來三重變革:

n   環保性:兼顧低導熱與無氟的工業化聚氨酯配方;

n   經濟性:降低對高價VIP和含氟發泡劑的依賴,產業鏈成本下降;

n   標準化:180秒脫模時間兼容現有生產線,快速落地量產。

專家觀點

“17.7mW無氟泡沫的誕生,標志著中國在環保保溫材料領域已實現從跟跑到‘進步的跨越。

——美的中央研究院先行研究主任工程師方基永

方基永,男,博士,畢業于吉林大學高分子化學與物理專業,現任美的集團中央研究院先行研究主任工程師,主要從事高性能聚氨酯保溫材料開發與應用研究。

結語

當全球冰箱產業因環保法規陷入焦慮時,中國技術正悄然重塑游戲規則。美的集團用三項硬核配方證明:綠色轉型絕非代價,而是能效躍遷的新引擎!

沃特世-TA儀器的LaserComp FOX系列熱流計法導熱儀是可直接測量絕熱材料的先進導熱儀產品線。

精確的厚度測量是導熱系數準確測量的關鍵。目前業內只有FOX系列熱流計法導熱儀采用四個光學編碼器,在每個角落都配備一個光學編碼器以保證最大的精確度。通過樣品的穩態導熱產生的熱流密度(Q/A),是由兩個大面積覆蓋樣品上下表面的薄膜熱流傳感器測得。不同于其他品牌的設計,這種技術能夠確保靈敏和精確的熱流密度測量。

ü  固態加熱/冷卻用于精確的溫度控制

ü  光學編碼器提供更精準的數字化厚度測量

ü  薄膜熱流傳感器提供更具代表性熱流密度測量

ü  強大的WinTherm軟件提高測試能力

ü  自動進樣器提供大樣品量分析

ü  獨立或基于PC的操作

ü  符合標準的測試方法(導熱系數:GB/T 10295ASTM C518ISO 8301DIN EN 12667;比熱:ASTM C1784)

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