当前位置： 聚氨酯 >> 聚氨酯市场 >> 技术HFCfa发泡体系在聚氨
概要
在海底保温管道周围，ＨＣＦＣ－１４１ｂ因其气体导热系数较低、与聚醚多元醇相容性好而被精深应用，由于其具备必然的臭氧层摧残影响和温室效应，凭借《蒙特利尔通过书》，我国将在２０３０年绝对中止临盆和应用ＨＣＦＣ－１４１ｂ。针对聚氨酯喷涂海底保温管技巧，归纳斟酌处境、保温机能、平安、价钱等成分，筛选ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡体制做为替换计划。经由对立压强度的剖析，肯定配方开采方位。对开采的配方实行抗压强度评估、保温层探测、现场工艺评估考证其适应性。结局声明，开采的ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡体制优于关联准则请求，也许满意喷涂保温工艺技巧，适应海底保温管道运用。
发泡剂是聚氨酯硬质泡沫塑料临盆的重要助剂种类之一，重要有化学发泡剂和物剃头泡剂两类。化学发泡剂主借使水，水同异氰酸酯组分反映生成二氧化碳气体而使聚氨酯材料发泡；物剃头泡剂主借使低沸点有机化合物［１］。在２０世纪９０年头前应用的保守物剃头泡剂主借使氯氟烃类化合物（ＣＦＣ），如三氯氟甲烷（ＣＦＣ－１１）。但这种保守发泡剂由于对臭氧层的摧残影响，凭借１９８７年实行的《蒙特利尔通过书》，ＣＦＣ已周全制止在聚氨酯泡沫临盆中应用。
为履行《蒙特利尔通过书》的责任和聚氨酯泡沫塑料资产的进展，我国在２００７年周全淘汰ＣＦＣ－１１的临盆及应用，此刻重要采取氢氯氟烃类化合物（ＨＣＦＣｓ）发泡剂，如ＨＣＦＣ－１４１ｂ做为临盆聚氨酯硬质泡沫塑料的过渡发泡剂。但是，ＨＣＦＣ－１４１ｂ也属于耗损臭氧层物资（ＯＤＳ），具备较高的耗损臭氧层潜能值（ＯＤＰ）和寰球变暖潜能值（ＧＷＰ＝３００），且ＯＤＰ值是全部ＨＣＦＣｓ物资中最高的，在发财国度已淘汰了其临盆和运用。华夏做为《蒙特利尔通过书》的缔约方，２０３０年绝对中止临盆和应用ＨＣＦＣ。
对于替换ＨＣＦＣ－１４１ｂ，此刻的合流计划为水、烷烃类（环戊烷、正戊烷、异戊烷）、第三代氢氟烷烃类（ＨＦＣ－２４５ｆａ、ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ）以中举４代氢氟烯烃（ＨＦＯｓ）发泡技巧。
１ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡剂的筛选
１．１处境和睦
国内此刻在聚氨酯管道保温周围，ＨＣＦＣ－１４１ｂ仍旧是合流发泡剂，但由于其属于第２代发泡剂，具备必然的臭氧层摧残影响和温室效应。２０１３年着手华夏曾经逐渐束缚ＨＣＦＣ－１４１ｂ的应用，淘汰就在当前［２］。
相对于ＨＣＦＣ－１４１ｂ发泡剂，ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡剂ＯＤＰ值为零，不会对臭氧层形成摧残影响，而且其具备不燃、低毒、气体导热系数低、与多元醇相溶性较好等特征，属于处境和睦型发泡剂。
１．２保温机能好
１．２．１与水发泡剂相比
水发泡剂为化学发泡剂，重要道理是水同异氰酸酯组分反映生成ＣＯ２，使聚氨酯材料发泡。固然水发泡剂起原丰盛，ＯＤＰ值为零，ＧＷＰ数值低，但其反映生成的泡沫保温机能较差：ＣＯ２的导热系数高，为０．０１６Ｗ／（ｍ·Ｋ），是此刻罕用替换计划中导热最高的发泡剂；ＣＯ２散布速度快，泡沫尺寸安定性差；全水发泡体制黏度太大，震动机能不好，简单形成发泡不平均，影响绝热性及其余物理力学机能［３］。
与水发泡剂相比，ＨＦＣ－２４５ｆａ气体导热系数为０．０１２Ｗ／（ｍ·Ｋ），低于ＣＯ２的气体导热系数。同时采取ＨＦＣ－２４５ｆａ制备的泡沫泡孔平均精密，在构造上保证了硬质聚氨酯泡沫导热系数低、抗压强度高，泡沫集体机能好。
１．２．２与烷烃类相比
Ａｂｂａｓ等［４］相比了彷佛配方环境下ＨＣＦＣ－１４１ｂ、ＨＦＣ－２４５ｆａ和环戊烷／异戊烷（８０／２０）混杂物这几种发泡体制制备的聚氨酯泡沫初始及室温老化１１个月后导热系数，如表１所示。
由表１可知，在全部探测温度下，ＨＣＦＣ－１４１ｂ泡沫的初始导热系数最低，稍优于ＨＦＣ－２４５ｆａ，显著优于戊烷发泡体制。经由近１年的老化，ＨＦＣ－２４５ｆａ导热系数已成为最低，显著优于ＨＣＦＣ－１４１ｂ和戊烷发泡体制。
经上表剖析得出，ＨＦＣ－２４５ｆａ做为替换发泡体制，导热系数优于烷烃类发泡剂，保温机能好，抗老化本领强。
１．３平安性高
就合流替换计划剖析，烷烃类发泡剂，稀奇是此刻被精深探索的戊烷类，为易燃的蒸发性有机化合物（ＶＯＣ），与空气的混杂物在必然水平和前提下可产生爆炸。是以烷烃类发泡剂在输送、贮存和使历时存在较高的平安危急，需求对临盆车间、设立实行周全更换，对动工程序的平安事件极其严厉。由于其存在焚烧和爆炸的危急，烷烃发泡体制不创议用在喷涂泡沫工艺［５］。
相对于烷烃类发泡剂，ＨＦＣ－２４５ｆａ的分子量与ＨＣＦＣ－１４１ｂ分子量相近，在聚醚多元醇中两者用量相近，不需求对设立实行革新。同时ＨＦＣ－２４５ｆａ无闪点，应用平安性高。
１．４价钱适中
此刻对第４代氢氟烯烃发泡剂的探索越来越精深，现有第４代发泡剂有（顺）１，１，１，４，４，４－六氟－２－丁烯（ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ（Ｚ）），科慕化学（原Ｄｕｐｏｎｔ）研发，商标Ｏｐｔｅｏｎ１１００；（反）－１－氯－３，３，３－三氟丙烯（ＨＣＦＯ－１２３３ｚｄ（Ｅ）），由Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ（商标ＳｏｌｓｔｉｃｅＬＢＡ）和Ａｒｋｅｍａ（商标Ｆｏｒａｎｅ１２３３ｚｄ）研发。第４代发泡剂ＯＤＰ为零，大气存留时光短，是以ＧＷＰ极低，不燃、无毒，对处境毒害小。Ｌｏｈ等［６］相比觉察，第４代发泡剂ＨＦＯ－１３３６ｍｚｚ（Ｚ）制得的泡沫具备更低的初始导热系数和闭孔率，经由２８ｄ的老化后机能优于ＨＣＦＣ－１４１ｂ、ＨＦＣ－２４５ｆａ和ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ。但此刻天下上唯一３家公司临盆老练的第四代氢氟烯烃发泡剂［７］，而且第四代发泡剂处于专利期，价钱稀奇昂贵。
相对于第四代氢氟烷烃发泡剂，ＨＦＣ－２４５ｆａ专利曾经到期，国内已有公司也许临盆，价钱安定，显著低于第四代发泡剂。而且经由前几小结剖析，ＨＦＣ－２４５ｆａ处境和睦、保温机能好、平安性高，满意聚氨酯喷涂海底保温管道请求，是以筛选ＨＦＣ－２４５ｆａ做为替换计划。
２ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡体制开采
２．１抗压强度剖析
此刻聚氨酯喷涂海底保温管道重要有钢套钢和“聚氨酯喷涂＋聚烯烃环绕”两种体例，不管上述哪类体例，凭借聚氨酯喷涂海底保温管道技巧请求，聚氨酯泡沫初期强度和强度增加率都是影响临盆工艺的重要成分。
针对喷涂工艺，国表里重要采取停止式喷涂和连结式喷涂两种方法。当钢管表面实行聚氨酯泡沫喷涂后，保温管需求投入熟化平台（停止式喷涂）或传动线（连结式喷涂），泡沫保温层会来往到传输板链或传动辊轮，并撑持保温管的整个分量。此时，若保温层抗压强度不敷，泡沫产生变形，将会致使：
（１）泡孔构造产生摧残，发泡剂溢出，泡沫保温层机能降落，同时影响集体保温层平均性，形成热桥效应，形成保温管集体机能的低落。
（２）泡沫骨架变形，泡沫被压实，致使个别保温层密度增大，导热系数抬高，保温机能降落，一样影响集体保温层平均性。
（３）泡沫个别产生变形，喷涂保温管投入聚烯烃环绕工艺时，由于变形部位下凹，聚烯烃也许包裹气体，形成空鼓，不能贴合聚氨酯保温层，影响保温管集体品质。
２．２配方开采
凭借海底喷涂管道技巧请求，结关闭述剖析，联结亨斯迈、科思创两家公司实行材料开采。在聚氨酯材估中恰当增多聚醚多元醇的官能度，提升羟基的反映性，优化聚氨酯链增加反映，并恰当上调异氰酸酯与聚醚多元醇合营比例，保证震动性的前提下，提升泡沫的初期强度和强度增加率，保证聚氨酯泡沫传输时不易产生变形。开采的原材料典范参数如表２所示。
3机能评估
３．１抗压强度评估
为考证ＨＦＣ－２４５ｆａ配方体制是不是满意喷涂保温工艺技巧特征，对在线喷涂的聚氨酯泡沫实行取样，测试不同反当令间泡沫抗压强度环境，探测结局如表３所示。
由表３可知，聚氨酯泡沫在反映５００ｓ后，曾经也许到达终究强度的５０％，１５００ｓ左右也许到达终究强度的９０％以上，也许满意喷涂保温工艺技巧。
３．２保温层探测
针对海底保温管喷涂工艺低密度、高密度保温层动工特征，参照ＥＮ２５３－２００９＋Ａ２－２０１５《Ｄｉｓｔｒｉｃｔｈｅａｔｉｎｇｐｉｐｅｓ—Ｐｒｅｉｎｓｕｌａｔｅｄｂｏｎｄｅｄｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｄｉｒｅｃｔｌｙｂｕｒｉｅｄｈｏｔｗａｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓ—Ｐｉｐｅａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｓｔｅｅｌｓｅｒｖｉｃｅｐｉｐｅ，ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｔｈｅｒｍａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｕｔｅｒｃａｓｉｎｇｏｆｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ》、ＧＢ／Ｔ５０５３８２０１０《埋地钢制管道防腐保温层技巧标准》、ＣＳＡＺ２４５．２２－１４《Ｐｌａｎｔ－ａｐｐｌｉｅｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇｆｏｒｓｔｅｅｌｐｉｐｅ》等准则，采用了两种密度配方实行工艺实验及机能探测，结局如表４所示。
由表４可知，ＨＦＣ－２４５ｆａ配方临盆的聚氨酯保温层机能均优于关联准则请求，导热系数低、抗压强度高，也许满意不同水深聚氨酯喷涂海底保温管道应用请求。
３．３现场工艺评估
对开采的原材料实行现场工艺实验，考证ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡体制对喷涂保温临盆工艺的适应性。经由现场喷涂、熟化板链传输、传动线测试，对材料流平性、初期强度、反映速度实行考证，如图１～图３所示。
经由现场工艺考证可知，开采的原材料流平性好、初期强度高、反映速度快，也许满意现场喷涂保温临盆工艺的请求。
４结语
本文经由相比剖析筛选ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡体制为替换计划，经由理论剖析肯定配方开采方位，并经由机能评估考证了原材料配方体制。获得论断以下：
（１）经由与其余合流发泡剂相比，ＨＦＣ－２４５ｆａ处境和睦、保温机能好、平安性高、价钱适中，是此刻最好替换计划。
（２）凭借聚氨酯喷涂海底保温管道技巧请求，经由对立压强度的剖析，肯定原材料配方体制的开采方位，恰当提升聚醚多元醇的官能度，保证震动性的前提下，提升泡沫的初期强度和强度增加率。
（３）经由抗压强度评估、保温层探测、现场工艺评估，考证了ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡剂配方体制也许适应聚氨酯喷涂海底保温管道应用请求。
报名
第二十七届聚氨酯软泡培训4月9日-14日广东东莞
一指禅戳戳戳!预览时标签不行点收录于合集#个