优异的绝热性

热性质

Ⅰ. 使用可能的温度范围

由于TORAYPEF™是通过电子线架桥而成，相比无架桥的产品，拥有更广的使用温度范围。使用可能的温度范围，根据使用目的的不同而有所差异，无法一概而论，但最高使用温度，从外观，尺寸等的变化来看，连续使用的情况下为80℃，而短时间的话，根据条件的不同，甚至在100℃以上也可以使用。而从低温折弯试验的结果来看，等级的不同，也会存在差异，在-70～-100℃的温度范围内表现出脆性破坏。与聚苯乙烯在常温附近表现出的脆性破坏相比，明显地表现出低脆化温度的特点。TORAYPEF™适合用于低温仓库以及盐水管道的保冷，以及在-196℃(液体氮温度)的保冷方面有着应用的实例。耐热规格(PP)的最高使用温度在连续使用情况下约为120℃，但在耐寒性方面则比PE规格更差，从低温折弯试验的结果来看，在-20℃左右表现出脆性破坏。

Ⅱ. 尺寸变化

-20℃和80℃时的尺寸变化曲线如图1所示。
加热后，长度及宽度方向稍有收缩，厚度方向出现膨胀，但在连续使用可能温度80℃以内，其程度是非常小的。而冷却后，由于气泡内的气压减少，长度，宽度，厚度都会出现一定程度的收缩，但由于随着气泡壁构成树脂的刚性增加，其程度相比加热情况是极小的

图1 TORAYPEF™(30060)的尺寸变化曲线

80℃加热后以标准状态放置1hr后测量尺寸。
-20℃在低温室内测量尺寸。
图1 TORAYPEF™(30060)的尺寸变化曲线

Ⅲ. 线膨胀系数

将23℃平衡状态的试料放入-20℃的低温室，测定收缩平衡后的尺寸，测定的线膨胀系数结果如参考表(TORAYPEF™主要等级的一般性质)所示，根据等级的不同多少会存在差异，但仅10-3～10-4/℃程度范围之内。这一结果虽然与金属材料和木材相比存在劣势，(1.14×10-5/℃)，但由于在实际使用上，绝热材料是通过和墙面粘合等方法进行固定和使用的，因此高拉伸界限的TORAYPEF™在实际的使用中不会有任何问题。

Ⅳ. 绝热性

由于TORAYPEF™以微细独立气泡的形式包含着大量的空气，因此表现出优异的绝热性。 例如在3升容量的细口玻璃试剂瓶周围以TORAYPEF™30060完全包覆后，往瓶内注满沸水，然后放入1℃的低温室，对随时间的水温变化进行测定，其结果如图2所示。我们可以看到相比完全无保温的情况，其温度下降极小。

图2保温效果示例(室外气温θ0=1℃)

80℃加热后以标准状态放置1hr后测量尺寸。
-20℃在低温室内测量尺寸。
图2保温效果示例(室外气温θ0=1℃)

根据保护热板法(JlSA1412)，对TORAYPEF™融结品的热传导率进行测量，其结果如图3所示，我们得到了平均温度和热传导率之间的关系图(θ－λ线图)。 关于其他等级的热传导率测定结果如参考表(TORAYPEF™主要规格的一般性质)所示。

图3 TORAYPEF™30060融结品的温度与热传导的关系

图3 TORAYPEF™30060融结品的温度与热传导的关系

在稳定状态下的热传导，其温度分布是由热传导率所决定的，但温度(如室外气温)会随时间变化的实际情况下，是由κ(=λ/cρ)所决定的。热扩散率越小对环境温度的变化反应也就越慢，这在实际中是非常重要的性质。表1所示为TORAYPEF™30 倍发泡品的热传导率以及热扩散率与其他保冷材料的比较。TORAYPEF™的热扩散率，与其他塑料泡棉体，在相同密度下比较的话，可以被认为是热扩散率最小的材料之一。表2所示为了超长屋顶的结露防止所必要的TORAYPEF™厚度。结露防止所必要的K值可以通过如下公式进行计算。



其中
K: 壁体的热透射率(W/m2・K)
θi: 室内温度(℃)
θo: 室外空气温度(℃)
θd: 由室内温度和湿度决定的露点温度(℃)
αi: 室内表面的热传导系数(W/m2・K)
需要计算K值的话，根据以下公式，可以计算出为了防止结露的产生而必要的绝热材料的厚度。


其中
d: 壁体构成材料的厚度(m)
λ: 壁体构成材料的热传导率(W/m・K)
αο: 室外侧表面的热传导率(W/m2・K)
此外关于绝热计算以及结露防止计算的详细信息请向我们咨询。

表1　各种保温保冷材料的热传导率和热扩散率
种类 表观密度ρ(kg/m3) 比热c
(×102kgK)		 热传导率λο
(W/mK)		 热扩散率χ
(m2/h)
TORAYPEF™30倍发泡品 33 23.0 0.031 15×10-4
玻璃棉 20 8.4 0.035 75×10-4
聚苯乙烯泡棉塑料 20 13.4 0.034 45×10-4
PVC硬质泡棉 35 15.9 0.037 33×10-4
酚醛泡棉 35 15.9 0.031 20×10-4
混凝土（参考） 2200 8.8 1.5(20℃) 28×10-4
表2　为了超长屋顶的结露防止所必要的TORAYPEF™厚度
室内 屋顶附近 露点温度
θdh (℃)		 TORAYPEF™必要厚度| (mm)
室外气温
θο (℃)
温度 θi
(℃)		 温度 θ
(%RH)		 温度 θn (℃) 湿度 ψh
(%RH)		 -5 -10 -15 -20
10 50 12.8 42 0.1 0.3 1.8 3.2 4.6
60 50 2.7 1.6 3.4 5.2 7.0
40 58 4.5 3.0 5.2 7.3 9.5
80 67 6.7 5.8 8.7 11.7 14.6
15 50 18.7 40 4.5 1.3 2.6 3.9 5.1
60 47 7.2 2.7 4.3 5.9 7.4
70 55 9.5 4.6 6.5 8.5 10.4
80 63 11.7 7.5 10.0 12.6 15.2
20 50 24.6 38 9.1 2.2 3.3 4.5 5.7
60 46 12.0 3.8 5.2 6.6 8.0
70 53 14.1 5.5 7.2 8.9 10.6
80 60 16.4 8.3 10.5 12.7 14.9

(楼高10m，强制式暖风暖房的情况)

Ⅴ. 燃烧性

  1. 燃烧速度
    TORAYPEF™的标准等级，由于没有进行过特殊的阻燃处理，因此是可燃性的。但是因为其基材树脂是具有充分热稳定性的塑料，因此ASTM D1692下的燃烧速度，根据规格的不同，在4～10cm/min的程度，而且我们可以看出与相同条件下没有进行阻燃处理的聚苯乙烯20cm /min的燃烧速度相比明显要小。而且燃烧时，与其他塑料泡棉材不同的是，其具有产生黑烟少的特点。此外我们还为您准备了符合UL94HF-1的FR-UL规格(型号AG20)。
    表3　FR4-UL等级（AG20类型）的规格特性概要
    产品编号 厚度 UL94水平燃烧试验
    （以往）「FR3」 （新）「FR4」
    AE20类型 AG20类型
    产品形态 阻燃特性 产品形态 阻燃特性
    30010 1㎜ 薄片 HF-1 薄片 HF-1
    30020 2㎜ HF-2
    30030 3㎜ 单张 单张
    30040 4㎜
    30050 5㎜
    30060 6㎜
    30080 8㎜ 层叠 层叠
    (目前层叠对应)
    30100 10㎜
  2. 起火以及引火温度
    关于TORAYPEF™30060，通过电气炉加热测得的起火温度以及通过加热试验管，打火机点火测得的引火温度和软质聚氨酯泡棉以及杉木板的比较结果如表3所示。TORAYPEF™对起火以及引火的耐性方面来看，要比软质聚氨酯泡棉优异，而且并不逊色于杉木板。
  3. 延烧安全界限及使用可能界限的辐射密度
    作为房屋起火的原因之一，辐射热能够引起自然起火。通过进行红外灯的加热试验，我们得到起火所必要的最小辐射密度(延烧安全界限辐射密度)测定结果如表3所示，在63,000KJ/m2hr 的辐射密度下加热的话，虽然全部没有发生起火现象。但在这一辐射密度下TORAYPEF™以及聚氨酯泡棉会由于热分解而出现显著的溶解损坏，而杉木板会出现无焰起火而被烧毁，因此全部无法再次使用。通过同样的方法我们得知，TORAYPEF™的再使用可能的辐射密度在34,860KJ/m2hr，介于杉木板和聚氨酯泡棉之间。
表4　TORAYPEF™的耐火性能
项目 TORAYPEF™30060 软质聚氨酯泡棉
(黑色阻燃产品、ρ=0.030)		 杉木板
(旧空气干燥板)
起火温度
(℃)		 470 470 500
(无焰起火温度为は350℃)
引火温度
(℃)		 360以上 310 310
延烧安全界限辐射密度
(KJ/m2·hr)		 63,000以上 63,000以上 63,000以上
使用可能界限辐射密度
(KJ/m2·hr)		 34,860 21,000 54,600

※本数据为特定条件下得到的测量值代表数据。数值不能作为规格使用。