專業(yè)生產(chǎn)聚氨酯保溫管

陳女士

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱防腐高分子合成材料，用作防腐保溫保冷層，它導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、吸水性小、絕熱、絕緣、隔音效果好、化學(xué)穩(wěn)定性能好，作為一種絕熱材料，廣泛應(yīng)用于石油、化工、運(yùn)輸、建筑、日常生活等領(lǐng)域，如輸油和輔熱水管道、油庫、貯罐、冷庫、空調(diào)、冰箱、集中供熱供汽管道等設(shè)施的保溫保冷。有數(shù)據(jù)顯示，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫的管道比傳統(tǒng)的管道可減少熱損失35％，節(jié)約了大量能源，減少了維修費(fèi)用。另外，它還具有優(yōu)良的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用壽命可達(dá)20～30年以上，使用溫度-190～120℃。

　　聚氨酯泡沫塑料有聚酯與聚醚型之分。通常聚酯在強(qiáng)度、耐溫性能等方面較聚醚型為好，但因聚酯原料成本高，所以在應(yīng)用上受到限制。

1．硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主要性能

　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料1000℃火焰溫度下燃燒5 s后離火，在1～2s內(nèi)自熄。耐濃度小于10％的無機(jī)酸，不耐高濃度的無機(jī)酸；耐中等濃度的堿液；耐汽油、機(jī)油，耐酮、耐酯，不耐醇。

　　各種絕熱材料性能對(duì)比見表5—1。

表5-1 各種絕熱材料性能

項(xiàng)目聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料聚苯乙烯泡沫玻璃聚氯乙然泡沫軟木

密度/kg·m-35050160～19060～70240～250

導(dǎo)熱系數(shù)/W·（m·K）-10.023～0.0260.0430.055～0.0600.0430.058

耐熱度/℃+130+75+400+80+100

耐寒度/℃-110-80-270-35 

吸水率體積/％0.20.4<0.20.3 

壓縮強(qiáng)度/MPa≥0.20.18>0.50.18 

自熄性自熄易燃不燃易燃燃燒

2． 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料原料的性質(zhì)、規(guī)格與選擇

　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是以多元羥基化合物和異氰酸酯為主要原料。在催化劑、發(fā)泡劑的作用下，經(jīng)加成聚合發(fā)泡而成。主要反應(yīng)力異氰酸酯與多元羥基化合物中的羥基反應(yīng)生成聚氨酯。催化劑主要有叔胺和有機(jī)錫等。發(fā)袍反應(yīng)為異氰酸酯與水反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和脲。反應(yīng)產(chǎn)物脲及叔胺等物對(duì)此反應(yīng)有催化作用。反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w被用來發(fā)泡。但水發(fā)泡的zui大缺點(diǎn)是耗費(fèi)昂貴的異氰酸酯。也常用低沸點(diǎn)氟氯烷化合物（即F-113等），利用聚合過程中的反應(yīng)熱汽化，使物料在逐步固化前形成泡沫，發(fā)泡劑用量可根據(jù)所需泡沫體密度來決定。

　?。?）聚酯。硬質(zhì)泡沫聚氨酯所用的聚酯，其羥值通?？刂圃?00～500之間。456聚酯指標(biāo)如下。

　?。?）Ⅲ型阻火聚醚：是三羥基含磷含氯阻火聚醚。由于分子結(jié)構(gòu)中引入了磷、氯，產(chǎn)品具有阻火性。Ⅲ型阻火授醚質(zhì)量指標(biāo)見表5—2。

Ⅲ型阻火授醚質(zhì)量指標(biāo) 

指標(biāo)名稱一級(jí)品二級(jí)品

外觀黃色透明稠狀液體黃色透明稠狀液體

羥值（KOH）/mg·g-1500±20485±35

酸值（KOH）/mg·g-1≤5≤5

含磷量/％≥3.9≥3.5

水分/％≤0.2≤0.4

　?。?）交聯(lián)劑N-403乙二胺聚醚?；瘜W(xué)名爾四（聚乙—羥丙基）乙二胺。其質(zhì)量指標(biāo)如下。

外觀淡黃色至棕色透明黏稠液體水分/％≤0.2

羥值（KOH）/mg·g-1770±35  

陳女士

　　此交聯(lián)劑可代替部分有機(jī)胺催化劑，又可代替其他羥基聚醚。它有增進(jìn)分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，改進(jìn)泡沫固化速度，減少泡沫塑料脆性的作用。

　?。?）阻火劑TCER。是β-三氯乙基磷酸酯，其質(zhì)量指標(biāo)如下；

外觀無色至黃色透明液體酸值（KOH）/mg·g-1≤1.0

相對(duì)密度（15～20）1.410～1.430水分/％≤0.3

　　此阻火劑溶于醇、酮，酯、芳烴、氯仿以及*，不溶于脂肪族烴。由于分子中含磷、氯，阻燃作用較顯著。主要作為添加型阻燃劑，除增加塑料具有自熄性外，還有增塑性、耐水、耐候、耐寒性。施工時(shí)還可降低黏度，便于施工。

　　（5）多異氰酸酯PAPIR-NCO。其質(zhì)量指標(biāo)如下。

酸值/％<0.3-NCO含量/％>29

水解氯含量/％<0.5黏度（25）/mPa·s<1000

　　多異氰酸酯PAPIR—NCO可延緩塑料反應(yīng)膠凝時(shí)間和發(fā)泡時(shí)間，有利于一步法泡沫模制。對(duì)提高塑料的耐熱性、強(qiáng)皮、耐濕性有很大好處。

　?。?）硅油。是一種表面活性劑，也是一種發(fā)泡穩(wěn)定劑。它是一種有機(jī)硅大分子化合物，在組分中仗幾種物質(zhì)均勻互混，作為親水的聚酯和疏水的異氰酸酯、氟碳化合物的乳化劑；其次是穩(wěn)定發(fā)泡，在發(fā)泡過程中降低泡沫表面張力，控制泡孔大小，防止膠凝時(shí)微孔合并，起到控制微孔大小的作用。

　　（7）催化劑。三乙醇胺是一種控制聚氨酯分子交聯(lián)速度和氣體生成速度的化合物。

　　生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料通常選用錫鹽與叔胺類例如二月桂酸二丁基錫，它們的作用是促進(jìn)塑料迅速膠凝或泡沫固化。

　　（8）發(fā)泡劑。分為水或物理發(fā)泡劑、氟碳化臺(tái)物發(fā)泡劑。作為聚合物膨脹發(fā)泡，充入泡沫微孔以降低導(dǎo)熱系數(shù)。常用的氟碳化合物為F-11、F-113。

3．硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方

　　（1）膠液配方表5—3～表5-7介紹了幾個(gè)單位用的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料配方。

表5-3 重慶長風(fēng)化工廠膠液配方

組分原料名稱質(zhì)量比施工溫度

AⅢ型聚醚

乙二胺聚醚

三氯三氟乙烷P-113

β-三氯乙基磷酸酯TCEP

三乙醇胺

二月桂酸二丁基錫

204硅油48～50

15～17

18～20

13～15

1～2.6

0.2～0.5

1.5～2施工溫度

31～41℃

表面溫度

45℃左右

B聚苯基甲基多導(dǎo)氰酸酯PAPI106.5～117.1 

表5-4 大慶油田科研設(shè)計(jì)院膠液配方

組分原料名稱質(zhì)量比生產(chǎn)廠家

A甘油聚醚

硅油

二月桂酸二丁基錫

三乙烯二胺

多縮丙二醇

F-11100

3.45

0.09

0.75

1.45

30南京塑料廠

進(jìn)口

北京化工三廠

上海第五制藥廠

上海高橋化工廠

上海電化廠

BPAPI142常州有機(jī)化工廠

表5-5 大連旅順?biāo)芰媳貜S膠液配方

組分原料不同溫度下質(zhì)量配合比

噴涂法澆注法

15～23℃13℃以上15℃以下23℃以上15℃以下

A聚醚

胺醚

β-三氯乙基磷酸酯

F-113

H2O

硅油

有機(jī)錫

三乙醇胺20

7～8

4～6

11～13

0.2～0.3

0.8～0.9

0.1～0.3

1.6～1.820

6～8

4～6

10～12

0.1～0.3

0.7～0.9

0.1～0.2

1.2～1.420

8～10

4～6

12～13

0.2～0.4

0.8～1.0

0.2～0.4

2.0～2.220

3～5

4～6陳女士

9～11

-

0.8～1.0

0.16～0.2

1～1.520

4～6

4～6

8～10

0.1～0.2

0.8～1.0

0.16～0.2

1～1.5

BPAPI指數(shù)1.05～1.1

表5-6 東北輸油管理局膠液配方

組分原料不同施工方法及溫度條件下的質(zhì)量比

噴涂法澆注法

11℃16℃21℃24℃25℃15℃

AⅢ型阻火聚醚

乙二胺聚醚

β-三氯乙基磷酸酯

F-113

H2O

有機(jī)錫

三乙醇胺

硅油 

20

10

6

13

0.4

0.4

2.2高溫預(yù)制直埋保溫管廣泛用于液體、氣體的輸送管網(wǎng)， 化工管道保溫工程石油、化工、集中供熱熱網(wǎng)、*空調(diào)通風(fēng)管道、市政工程等。高溫預(yù)制直埋保溫管是一種保溫性能好，加安全可靠，工程造價(jià)低的直埋預(yù)制保溫管。有效的解決了城鎮(zhèn)集中供熱中130℃－600℃高溫輸熱用預(yù)制直埋保溫管的保溫、滑動(dòng)潤滑和裸露管端的防水問題。高溫預(yù)制直埋保溫管不僅具有傳統(tǒng)地溝和架空敷設(shè)管道*的*技術(shù)、實(shí)用性能，而且還具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也是供熱節(jié)能的有力措施。高溫預(yù)制直埋保溫管采用直埋供熱管道技術(shù)，標(biāo)志著中國供熱管道技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新的起點(diǎn)。

編輯本段

組成

高溫預(yù)制直埋保溫管是由鋼管、玻璃鋼內(nèi)護(hù)套、玻璃鋼外殼構(gòu)成，其特征是：還包括耐高溫絕熱保溫層、潤滑層、彈性密封件。本實(shí)用新型有效的解決了城鎮(zhèn)集中供熱中130℃－600℃高溫輸熱用預(yù)制直埋保溫管的保溫、滑動(dòng)潤滑和裸露管端的防水問題。?

高溫預(yù)制直埋保溫管主要由四部分組成。

（1）工作鋼管：根據(jù)輸送介質(zhì)的技術(shù)要求分別采用有縫鋼管、無縫鋼管、雙面埋弧螺旋焊接鋼管。

（2）保溫層：采。 用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。

（3）保護(hù)殼：采用高密度聚乙烯或玻璃鋼。

（4）滲漏報(bào)警線：制造高溫預(yù)制直埋保溫管時(shí)，在靠近鋼管的保溫層中，埋設(shè)有報(bào)警線，一旦管道某處發(fā)生滲漏，通過警報(bào)線的傳導(dǎo)，便可在檢測(cè)儀表上報(bào)警并顯示出漏水的準(zhǔn)確位置和滲漏程度的大小，以便通知檢修人員迅速處理漏水的管段，保證熱網(wǎng)安全運(yùn)行。[1]

高溫預(yù)制直埋保溫管-

編輯本段

預(yù)制保溫管直埋鋪設(shè)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

1、降低工程造價(jià)。

據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，雙管制供熱管道，一般情況下可以降低工程造價(jià)的25%（采用玻璃鋼做保護(hù)層）和10%（采用高密度聚乙烯做保護(hù)層）左右。

2 熱損耗低，節(jié)約能源。

高溫預(yù)制直埋保溫管其導(dǎo)熱系數(shù)為：λ=0．013—0．03kcal/m·h·oC，比其他過去常用的管道保溫材料低得多，保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，約為0．2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達(dá)92%左右。低導(dǎo)熱系數(shù)和低吸水率，加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護(hù)殼，改變了傳統(tǒng)地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況，大大減少了供熱管道的整體熱損耗，熱網(wǎng)熱損失為2%，小于10%的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3、防腐，絕緣性能好，使用壽命長。

高溫預(yù)制直埋保溫管由于聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層緊密地粘結(jié)在鋼管外皮，隔絕了空氣和水的滲入，能起到良好的防腐作用。同時(shí)它的發(fā)泡孔都是閉合的，吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機(jī)械性能。因此，工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內(nèi)部水質(zhì)處理好，據(jù)國外資料介紹，高溫預(yù)制直埋保溫管的使用壽命可達(dá)50年以上，比傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)使用壽命高3~4倍。

4．占地少，施工快，有利環(huán)境保護(hù)和減少施工擾民。

直埋供熱管道不需要砌筑龐大的地溝，只需將保溫管埋人地下，因此大大減少了工程占地，減少土方開挖量約50%以上，減少土建砌筑和混凝土量90%。同時(shí)，保溫管加工和現(xiàn)場挖溝平行進(jìn)行，只需現(xiàn)場接頭，可以大幅度縮短工期。由于減少了磚、水泥、砂石、余土等的運(yùn)輸，從而減少了施工過程中汽車尾氣排放量、揚(yáng)塵量、噪聲排放量，從而保護(hù)了環(huán)境。

編輯本段

安全

120

7

6

陳女士

　　摸具設(shè)計(jì)實(shí)例。例如輸油管系螺旋卷管，其外徑φ529 mm，焊縫高出壁2．5 mm，需絕熱層厚50 mm，則模具直徑D=529+50×2+2.5×2=634 mm；長度=1000 mm；模具壁厚，1～2 mm碳鋼；加強(qiáng)筋，30×4角鐵；阻頭高度50mm。