一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺

文档序号:871348 发布日期:2021-03-19 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺 (Production process for low-point horizontal casting polyurethane for heat-insulating pipeline ) 是由 刘建立 王忠生 郝友利 李景军 于海林 孙连鹏 于 2020-10-26 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺,包括以下步骤:清理发泡机的枪头针阀和发泡机预混合箱的黑料滤网、白料滤网;向黑料罐内注入黑料,向白料罐内注入白料;待填充内胆的外围通过外壳支撑模具套接至待填充外壳的内圈;通过温控控制柜将相关装置进行预热;通过发泡机的预混合箱将黑料和白料按照特定比例进行预混合;通过发泡机的注射枪头把黑料和白料的混合物注入外壳和内胆之间的所述缝隙内;进行保压熟化;通过温控控制柜将发泡机和外壳支撑模具进行进行冷却。本发明所述的一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺,解决了发泡料在夏季温度过高时,发泡料容易反应时间短,起发快,而造成的发泡密度不均匀。(The invention provides a production process for low-point horizontally-poured polyurethane for a heat-insulating pipeline, which comprises the following steps of: cleaning a gun head needle valve of a foaming machine and a black material filter screen and a white material filter screen of a pre-mixing box of the foaming machine; injecting black materials into the black material tank, and injecting white materials into the white material tank; the periphery of the inner container to be filled is sleeved to the inner ring of the shell to be filled through the shell supporting die; preheating the relevant device through a temperature control cabinet; premixing the black material and the white material according to a specific ratio through a premixing box of a foaming machine; injecting the mixture of the black material and the white material into the gap between the shell and the inner container through an injection gun head of a foaming machine; performing pressure maintaining and curing; and cooling the foaming machine and the shell supporting die through the temperature control cabinet. The production process for the low-point horizontal casting polyurethane for the heat-insulating pipeline solves the problems that when the temperature of a foaming material is too high in summer, the foaming material is easy to react for a short time and quickly rises, and the foaming density is not uniform.)

一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺

技术领域

本发明属于绝热管道施工技术领域,尤其是涉及一种用于绝热管道低点 水平浇注聚氨酯的生产工艺。

背景技术

随着世界能源的日益减少和需求日益增长,节能、减排、环保已成为全 球发展的趋势,国家和各地方政府也大力提倡节能、减排、环保产品的开发、 应用及产业化。近年来,随着我国建筑节能市场的迅速发展,聚氨酯硬泡体 保温产品在建筑保温防水领域得到了广泛的应用,已成为主导市场的保温节 能产品之一。

同时随着城市供暖的集中化和供热面的扩大化,城市供热管道的主管网 将越来越大,同时由于近年来雾霾污染现象的日益严重,大城市中的供热公 司将陆续迁出城市或停止供热,采用电厂余热供热,向热电联产转变。由于 供热距离加大,供热管线口径也将进一步加大,大口径聚氨酯直埋保温管道 的应用在我国已经成为必然的趋势。

聚氨脂直埋保温管又称“管中管”其有“两步法”构成,是由高密度聚 乙烯外保护层、聚氨脂硬质泡沫塑管和钢管组成。保温层材料为密度60kg/m 3至80kg/m3的硬质聚氨酯泡沫,充分添满钢管与套管之间的间隙,并具 有一定的粘接强度,使钢管、外套管及保温层三者之间形成一个牢固的整体。 聚氨酯直埋保温管泡沫具有良好的机械性能和绝热性能,聚氨酯发泡保温管 广泛用于液体、气体的输送管网,化工管道保温工程石油、化工、集中供热 热网、中央空调通风管道、市政工程等。

高温预制直埋保温管是一种保温性能好,加安全可靠,工程造价低的直 埋预制保温管。有效的解决了城镇集中供热中130℃-180℃高温输热用预 制直埋保温管的保温、滑动润滑和管端的防水问题。高温预制直埋保温管 采用直埋供热管道技术,标志着中国供热管道技术发展已经进入了新的起 点。

但由于高温预制直埋保温管的最后一道生产工序是发泡保温,其在注射 完毕后经常出现管道两端密度不均匀、出现气泡和鼓包等情况,造成公司产 品质量不稳定,经常在生产完毕后和现场管道回填这段时间内不定期出现鼓 包或抽验保温层密度不合格的情况。

发明内容

有鉴于此,本发明旨在提出一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生 产工艺,以解决现有技术不足。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺,包括以下步骤:S1、 清理发泡机的枪头针阀和发泡机预混合箱的黑料滤网、白料滤网,发泡机的 型号是PU600;S2、向黑料罐内注入黑料,向白料罐内注入白料;S3、待填 充内胆的外围通过外壳支撑模具套接至待填充外壳的内圈,且待填充外壳与 待填充内胆之间设有缝隙;S4、通过温控控制柜将黑料、白料、发泡机、待 填充外壳、待填充内胆和外壳支撑模具进行预热;S5、通过发泡机的预混合 箱将黑料和白料按照特定比例进行预混合;S6、通过发泡机的注射枪头把黑 料和白料的混合物注入外壳和内胆之间的所述缝隙内;S7、进行保压熟化; S8、通过温控控制柜将发泡机和外壳支撑模具进行进行冷却。

进一步的,所述黑料的材质是多异氰酸酯;白料的材质聚醚、发泡剂、 催化剂和泡沫稳定剂的混合物。

进一步的,所述发泡剂的材质是纯净水。

进一步的,所述步骤4中黑料和白料工作温度范围是18-25℃,外壳支 撑模具工作温度范围是40±5℃,发泡机的工作温度范围是35~55℃,待填 充外壳和待填充内胆的工作温度范围均为35-50℃。

进一步的,所述步骤5中黑料和白料的配比比例为145:100。

进一步的,所述步骤5中发泡机的预混合箱搅拌时间为6s,黑料和白料 混合物的乳白时间为14-18s,黑料和白料混合物的凝胶时间为70-86s,黑 料和白料混合物不粘时间为125-155s。

进一步的,所述步骤7中发泡机的注射枪头注入黑料和白料的混合物注 射压力控制在13-16MPa。

进一步的,所述步骤7中黑料和白料混合物熟化时间5-20min。

相对于现有技术,本发明所述的一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯 的生产工艺具有以下优势:

(1)本发明所述的一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺 ,通过对相关装置的预热和原料配比,保证了聚氨酯生产反应的效率和 质量,确保管道内填充聚氨酯的密度均匀,产品质量问题,合格率高,且制 程简便。

(2)本发明所述的一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺 ,解决了发泡料在夏季温度过高时,发泡料容易反应时间短,起发快, 而造成的发泡密度不均匀。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示 相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、 “第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发 明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也 可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可 以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明 中的具体含义。

下面结合实施例来详细说明本发明。

一种用于绝热管道低点水平浇注聚氨酯的生产工艺,包括以下步骤;

S1、清理发泡机的枪头针阀和发泡机预混合箱的黑料滤网、白料滤网; S2、向黑料罐内注入黑料,向白料罐内注入白料;S3、待填充内胆的外围通 过外壳支撑模具套接至待填充外壳的内圈,且待填充外壳与待填充内胆之间 设有缝隙;S4、通过温控控制柜将黑料、白料、发泡机、待填充外壳、待填 充内胆和外壳支撑模具进行预热;S5、通过发泡机的预混合箱将黑料和白料 按照特定比例进行预混合;S6、通过发泡机的注射枪头把黑料和白料的混合 物注入外壳和内胆之间的所述缝隙内;S7、进行保压熟化;S8、通过温控控 制柜将发泡机和外壳支撑模具进行进行冷却。

黑料的材质是多异氰酸酯因其是一种黑色粘稠液体,故俗称黑料。多 异氰酸酯的主要品种有MDI、TDI、PAPI,黑料极易与水发生化学反应,贮 存的过程中应保证容器的干燥密封并充干燥氮气保护,使用的过程中不应与 水直接接触。贮存温度低于5℃会产生结晶现象,因此必须注意防冻。一 旦出现结晶,应在使用前于70~80℃加热熔化,并充分搅拌均匀。贮存温度 高于50℃会生产一种不溶性的固体,粘度增大,化学性质发生变化。白料亦存在同样的性质。故要求黑料和白料应贮存在室温(20~25℃)下的通风、阴 凉、干燥的地方,避免日晒、雨淋,黑料和白料在发泡前应进行恒温处理, 通过温控控制柜控制发泡温度在18~25℃,温度太低时黑料和白料的粘度大、 流量不稳定、流动性差、混合不均匀。温度太高时反应剧烈不易控制,容易 出现注入泡液性能不均一,开始注入的泡液已经发生化学反应,粘度迅速增 大,后注入的泡液还未反应。

白料的材质是聚醚、发泡剂、催化剂和泡沫稳定剂的混合物,这种混 合物是一种白色粘稠液体,俗称白料,其中催化剂的主要作用是加速聚氨酯 的形成,缩短固化时间,提高发泡质量,泡沫稳定剂的主要作用是乳化系统 中的各原料组份,保证体系反应顺利进行,促进气泡的成核作用,提高气泡 壁稳定性,使制品泡孔均匀细密,具有良好的机械性能,泡沫稳定剂的用量 虽然不大,但对泡沫体的泡孔结构、物理性能、制造工艺都有着重大影响, 在聚氨酯发泡中,发泡剂主要作用是产生气体,在聚氨酯中形成均匀分布的 细小气泡,发泡剂本身不参加多异氰酸酯和组合聚醚之间的化学反应,利用 氟利昂(如R11、R12)作发泡剂的发泡工艺称为有氟发泡,发泡剂不含氟 利昂的发泡工艺称为无氟发泡如环戊烷发泡,本实施例所述发泡剂的材质是 纯净水。

外壳支撑模具工作温度范围是40±5℃,外壳支撑模具温度过低时,泡 液体系流动性差,固化时间长,反应不彻底,出现空泡;外壳支撑模具温度 过高时,塑料内胆受热变形,泡液体系反应剧烈,发泡机的工作温度范围是 35~55℃,待填充外壳和待填充内胆的工作温度范围均为35-50℃,必须严格 控制外壳支撑模具温度和发泡机的环境温度,特别是冬季时,必须对外壳支 撑模具、发泡机及待填充外壳和待填充内胆预热30分钟以上,夏季发泡 一段时间后须对发泡机进行冷却降温。

所述步骤5中黑料和白料的配比比例为145:100,在总注射量不变的情 况下,黑料比例过大则会出现空泡,白料比例过大则出现软泡,发泡剂比例 过大则出现涨泡,发泡剂比例过小则出现空泡。黑料和白料的比例失调,将 会出现混料不均匀,泡沫出现收缩现象,黑料和白料混合物注射量的多少以 实际需求为准。黑料和白料混合物注射量低于工艺要求量时将会出现泡体 模塑密度低、强度低,甚至出现填充不密实空泡现象。注射量高于工艺要求 时将会出现涨泡和漏泡现象,待填充内胆和待填充外壳出现变形。

发泡机的预混合箱包括是4片螺旋叶片,并带6厘米的导向环,在2000 转/分钟的速度下搅拌,搅拌时间为6s,通过高压发泡机的注射枪头把黑料 和白料进行混合,并注入箱体或门体的外壳和内胆之间的夹层内,在一定 温度条件下,多异氰酸酯(中的异氰酸根(-NCO))与组合聚醚(中的羟 基(-OH))在催化剂的作用下发生化学反应,生成聚氨酯,同时释放大量 热量,此时预混在组合聚醚的发泡剂不断汽化使聚氨酯膨胀填充壳体和内胆 之间的空隙,化学反应式nO=C=N—R—N=C=O+n HO—R’—OH— (OC—NH—R—NH—COO—R’—O—)n,聚氨酯的乳白时间为 14-18s,聚氨酯的凝胶时间为70-86s,聚氨酯不粘时间为125-155s,聚氨 酯泡沫性能要求:1、自由发泡密度:24~27Kg/m3;2、聚氨酯模塑密度: 34~36Kg/m3;3、压缩强度:≥0.20MPa;4、导热系数:≤19.6mw/m·k;5、尺寸稳定性(-30℃,24h):≤1.0%;6、闭孔率≥97%。

所述步骤7中发泡机的注射枪头注入黑料和白料的混合物注射压力控制 在13-16MPa,注射压力不稳定时黑料和白料的配比不稳定、混合不充分。黑 料和白料的注射压力相差控制在5MPa内,否则会出现串料损坏发泡机现象。 发泡的过程中应经常检查发泡机的注射压力,清理发泡机的注射系统,不能 出现堵料现象。黑、白料、环戊烷混合不均匀,表现为聚氨酯泡沫密度 不均匀、局部出现大的气泡、泡沫开裂、泡沫局部发软:泡沫上出现白色、黄色或黑色的条纹,泡沫缩瘪。

所述步骤7中黑料和白料混合物熟化时间5-20min,熟化时间太短,外 壳支撑模具后仍发泡,出现外观变形,缝隙大、漏冷、箱体不保温,压缩机 频繁启动等问题。

黑料和白料中的多异氰酸酯、组合聚醚、发泡剂,催化剂及泡沫稳定剂 的化学性能直接决定合成聚氨酯的化学反应和泡沫物理性能,是生产合格的 聚氨酯泡沫基本条件。黑料和白料单体应为通明的粘稠液体,无絮状不溶性 杂质,若有不溶性杂质,将会堵塞发泡机的滤网,导致原料流量不稳定,黑 白料的配比不符合要求混料不均匀,甚至堵死发泡机的管路不下料,每次生 产及加工前应清理发泡机的枪头针阀和发泡机预混合箱的黑料滤网、白料滤 网。

目前供热管道保温发泡过程中,不可避免的会出现密度不均匀和空洞, 尤其在夏季经常出现鼓包的情况,该发明有效解决绝热管道保温层不均匀, 绝热效果不理想的问题,并且能够有效的避免夏季高温情况下设备鼓包的问 题出现,根据市场以后的发展趋势,为充分提高大口径预制绝热保温管道的 使用寿命,避免反复维修、维护,降低养护及更换成本,工作钢管内外壁防 腐处理的保温管道将成为未来保温管市场中的主导产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本 发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在 本发明的保护范围之内。

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