连续法生产冷库板用组合聚醚的研制 .doc

连续法生产冷库板用组合聚醚的研制 .doc 连续法生产冷库板用组合聚醚的研制 冷库板材的生产多采用问歇法，其优点在于设备投资少，适合生产形状较为复杂的板材，可较为灵活地调整板材的长度与厚度。但对聚氨酯料的流动性要求较高，材料浪费较多，且生产效率低、产品密度分布不均，质量不稳定。相比之下连续法生产板材具有效率高、质量稳定、综合成本低等优点。 近年来，国内从意大利、韩国、德国等国引进了多条连续法生产线，主要分布于北京、河北、牡丹江、辽宁等地。生产厚度主要为30,100 mm的墙板与屋顶板。各家生产设备相差较大，履带有效长度短则十几米，长到30 in左右。烘道加温方式与效果也不尽相同，这就对聚氨酯组合料提出了不同的要求。 连续法生产冷库板(厚度为150,200 mm)在固化时间、形稳性、流动性、烧心开裂、聚氨酯原料与设备的匹配等方面存在较多难点。针对以上情况，本研究通过选用合适的多元醇、催化剂、阻燃剂等原料，并进行大量实验和在生产线上验证，得到了客户认可的连续法生产冷库板用组合聚醚。 1 实验部分 1(1 主要原料 聚醚多元醇A(羟值400 mgKOH,g)、聚醚多元醇B(羟值500 mgKOH,g)、聚醚多元醇C(羟值450 mgKOH,g)，自制;聚酯多元醇(羟值380 mgKOH,g)，工业级，金陵斯泰潘公司;醋酸钾、三乙烯二胺、季铵盐，工业级，江苏雨声化工公司;MC固化剂，复合胺类，自制;泡沫稳定剂B8462，工业级，德国高施米特公司;泡沫稳定剂，AK一8803，工业级，南京德美世创有限公司;阻燃剂DMMP、TCEP、TCPP，工业级，青岛联美化工公司;HCFC一141b，工业级，常熟三爱富化工公司;粗MDI，工业级，烟台万华股份公司。 1(2 测试仪器 CMT6104型微机控制电子万能试验机，深圳市新三思计量技术有限公司;JF3氧指数测试仪，江阴江宁仪器厂;110(118 型数显粘度计，德国BROOKFIELD公司。 1(3 基础配方连续法生产冷库板基础配方如下:原 料 质量分数,gA组分(组合聚醚) 复合多元醇 6575发泡催化剂 2,4MC固化剂 0(5,2复合泡沫稳定剂 2,3复合阻燃剂 8,15HCFC(141 b 1020 水 0(5 ,2(0B组分异氰酸酯指数 105-110 1(4 实验工艺 将聚醚多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、阻燃剂准确计量并在杯子中混合均匀得到组合聚醚。再将组合聚醚与多异氰酸酯恒温、计量，混合。分别发200 mm厚的模具板材，熟化后脱模取出测初始压缩强度，待泡沫完全熟化后测量其各项物理性能。 2 结果与讨论 2(1 多元醇的选择多元醇是生产聚氨酯泡沫的主要原料之一，一般来说，聚醚的官能度与羟值越高，生产出来的聚氨酯泡沫交联密度越大，机械强度也就越高。但这样会导致聚醚的粘度增加，从而导致整个组合聚醚体系的粘度增加，给组合聚醚与MDI的混合带来难 度，工艺性能下降，同时也影响产品的质量。所以，在选择聚醚时，不仅要考虑泡沫制品的物理性能，还要考虑其具有适宜的工艺性能。 聚酯官能度较低，对泡沫的形稳性影响较大，但是对改善泡沫结构，降低原料成本，提高阻燃性、增加泡沫与面材的粘接性较好。本试验通过不同的多元醇进行复配试验，复配的物料温度均为20~C，其中配方A为聚醚A:聚醚B:聚酯=50:35:15、配方B为聚醚A:聚醚C:聚酯=50:35:15、配方C为聚醚B:聚醚C:聚酯=50:35:15，结果见表1。 由表1可知，配方B体系制得的泡沫塑料综合性能优于配方A和配方c的体系，可达到连续法生产厚度在150 mm以上冷库板的要求和效果。 2(2 催化剂的选择 催化剂对泡沫塑料的铺展性、流动性、后固化性、放热等有着直接的关系。因本体系中水量较大，且HCFC(141b具有较高的沸点，本试验中选用了强发泡型的催化剂作为前期催化剂。只有这样才会使体系中的水分与异氰酸酯前期反应充分，同时给HCFC-141b提供足够的气化热量。板材在生产过程中速度是2,3 m,min，烘道长度为21 m，要求泡沫在57 min内固化。否则就会出现板材出履带后继续膨胀，造成板材变形、与面材粘接不好等问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。由于板材较厚，生成的热量难以散失，所以在选用固化剂时应避免选用金属离子等强三聚催化剂，强三聚催化剂反应剧烈，放热量大，会造成泡沫内部烧心开裂、制品熟化后收缩严重等问题，在本体系中应严格控制。不同催化体系对泡沫工艺及性能影响见表2，其中聚醚A:聚醚C:聚酯=50:35:15。本体系中还选用了反应温和、放热量低、脱模性好的MC固化剂，但其用量应严格控制。 2(3 阻燃剂的选择 聚氨酯泡沫塑料密度小、比表面积大，同时含有多种可燃元素，未经阻燃处理的聚氨酯泡沫为易燃物，遇火燃烧并产生大量毒烟，不符合建筑应用的聚氨酯泡沫的标准，因此对聚氨酯泡沫的阻燃提出了严格要求。目前国内常用的添加型阻燃剂主要有DMMP、TCPP、TCEP等，TCEP成本低廉，DMMP阻燃效果最好，TCPP储存稳定性较好。在本试验中充分利用不同阻燃剂的协同效应、同时又考虑到对组合聚醚的稳定性、泡沫的形稳性、加工性能等因素，最终选用DMMP与TCEP复合，试验结果表明，采用混合阻燃剂DMMP与TCEP质量比为1:11(5，能使泡沫达到目前标准中的B1级。 2(4 发泡剂的选择 本试验采用HCFC-141 b与水混合作为发泡剂。水作为化学发泡剂，HCFC(141b为物理发泡剂。水与多异氰酸酯反应生成CO 气体并放出反应热，对泡沫外观、流动指数及体系粘度有着较大的影响。不同水量对泡沫工艺性能的影响见表3。 由表3可知，随着水量的逐渐增加，体系的流动性能逐渐增加，泡沫的抗压强度也逐渐增加。但也有明显缺点:(1)体系的粘 度增加影响组合聚醚的铺展性能，可能会造成板材成品的边角不满;(2)反应热增加而导致泡沫出现烧心现象;(3)导热系数增加，当泡沫的密度相同时，随着体系含水量的增加，泡沫的导热系数随着水含量的增加而增大。这主要是因为水与异氰酸酯反应生成的CO 气体的导热系数比HCFC一141b大，并且水量增大时泡沫的泡孔结构也有所改变;(4)泡沫的脆性增加，影响与面材的粘接。综合考虑，水的质量分数控制在0(8, ,1(1,之间可达到较好效果。 2(5 泡沫稳定剂的选择 通常认为泡沫稳定剂的极性越强，可以使制成的泡沫塑料具有较好的尺寸稳定性，提高抗压缩强度及减少泡沫的各向异性;反之，物料体系具有更好的流动性，能够得到泡孔更细、闭孔率更高的泡沫。所以选择合适的泡沫稳定剂非常关键。本试验中生产的板材较厚，热量很难散失，泡沫稳定剂的作用更为明显。在泡沫稳定剂的选择过程中，也出现了因选择不当而产生的烧心、板材表观密度分布不均而影响泡沫表面不平整、板材泡沫截面有黑线条痕等一系列问题。最终选用B8462与AK8803各50, 的复配泡沫稳定剂。 3 连续法生产冷库板 在连续线上生产时板材厚度150 mm、密度40 kg,m 时，控制履带长度为21 m、料温在2O,25? 、烘道温度在35,4O? 之间。为了便于随时调 节制品的密度与发泡时间等参数，采用四组分物料:异氰酸酯、组合聚醚、发泡剂、阻燃剂，配比为异氰酸酯、组合聚醚、发泡剂和阻燃剂质量比为105:100:18:8,15;通过调节链板速度、各组分流量比例、物料温度等参数，最终生产出外观质量及性能良好的冷库板材。成品冷库板材性能测试结果见表4。 4 结束语 目前国内聚氨酯冷库板材需求量日益增加，同时连续生产线也在不断地引进中，能用连续设备生产出150 mm以上的冷库板材，不仅可以节省大量的人力、物力，并可以使产品质量提高到一个新的水平。