摘要:阐述了采用环戊烷替代CFC-11发泡机的聚氨酯发泡机改造的合理性和经济性。总结了改用环戊烷作为发泡机的聚氨酯发泡机的改造要汽、内容和具体改造的方案。

 

　　关键词:环戊烷;发泡机;聚氨酯发泡机;改造

 

　　氯氟烃类化合物是聚氨酯发泡机塑料理想的发泡机，在聚氨酯发泡机塑料行业一直被广泛采用，但20世纪70年代末，环保专家研究发现这类化合物的分解物破坏臭氧生态环境，是造成大气中臭氧层空洞的主要原因。因此，整体淘汰消耗臭氧层物质(ODS)已经成为必然趋势，我国规定在2007年7月1日前必须完全淘汰CFC-11发泡机。CFC-11一代替代品有H CFC-23与H CFC-1411)等，H C FC-23与HCFC-1411)同样会消耗臭氧层，但是破坏程度较小，大概是CFC-11的1(1'/0左右[‘]，因此用它们生产的产品仍然是非环保的，终究要被淘汰。而环戊烷是环保型发泡机(ODP值=Q GWP< 0 001)，从生产工艺、产品质量、经济性等综合考虑，用环戊烷发泡机的发泡工艺比较受青睐。但环戊烷属于闪点低、易挥发、易燃易爆的危险化学品，当环戊烷气体在空气中的质量分数达到L 4%一8 TIo范围时，就可能引起爆炸[z1，因此对发泡设备的密封和防爆性能有严格的要求。采用以环戊烷为发泡机的发泡工艺，对原发泡设备是更新还是改造，是摆在许多聚氨酯发泡机塑料生产厂家面前必须选择的问题。对原发泡设备在防爆部位进行改造，完全可以适应新发泡工艺的要求，因此，采用以环戊烷作发泡机的发泡工艺，选择对原设备进行改造是一种经济适用的选择。

 

　　本工作简要总结了用环戊烷作为发泡机，对聚氨酯发泡设备系统的改造要点、内容和具体改造方案。

 

　　一，环戊烷发泡机设备系统的改造

 

　　环戊烷高压发泡机由多元醇、助剂等与环戊烷混合的组合料系统和异氰酸酷系统组成。由于异氰酸酷组分系统不含环戊烷，不需要进行改造，因此，用环戊烷作发泡机的发泡机的改造主要是对多元醇循环系统进行改造。

 

　　1.1多元醇环戊烷混合料罐

 

　　多元醇环戊烷混合料罐由搅拌装置、压力开关、氮气减压阀、单向阀和防爆气动球阀等组成。具体改造如下:

 

　　(1)多元醇环戊烷混合料罐搅拌装置中的搅拌电机改成防爆电机，防爆等级不低于EX<lII ATE防护等级在IP54以上。

 

　　( 2)为满足防爆要求，料罐里的预压气体为氮气，加一套氮气压力开关、氮气减压阀和单向阀。

 

　　(3)为了严格控制加料过程中多元醇、环戊烷混合料溢出，在多元醇、环戊烷混合料罐上内置超高液位报警装置，以防加料超过规定值，液位一旦达到极限，立即报警。

 

　　(4)料罐配有外置可视液位计，四点控制，即控制加料液位、停止加料液位、液位超高或超低报警。

 

　　(5)加料口加一个单向阀和防爆气动球阀，用电器控制实现自动加料。

 

　　(6)出料口也需要加上一个手动球阀和一个防爆气动球阀，同样采用自动输料，当系统报警时，气动球阀关闭。

 

　　1.2多元醇环戊烷混合料计量单元

 

　　改造前，一般混合料计量单元与异氰酸酷料计量单元安装在一起。用环戊烷作为发泡机，其混合料计量单元与异氰酸酷料计量单元就要分开安装。改造方法如下:

 

　　( 1)根据防爆要求，多元醇混合料计量单元必须用围房隔离，可以设计一个泵架，用来固定混合料计量单元。多元醇计量泵上的电机更换为防爆电机，以符合GB50058-92《防爆和火灾危险环境电力装置设计规范》中防爆等级大于EX<lII AT3以上、防护等级在IP54以上的规定。电机和泵之间的联接改用磁性联轴器，以防泄漏和电火花。

 

　　( 2)泵的进出口高压、低压压力表更换成防爆压力传感器，其压力信号输送到电控柜可转换为数显，以实现自动控制。

 

　　( 3)多元醇环戊烷混合料过滤部分一般采用自清洁过滤器，过滤器拆开以后用DOP替代二氯甲烷清洗并对其外表重新油漆。若刮片结晶严重，很难清洗干净，过虑效果不佳，一定要更新，否则会在管路中产生一个瓶颈，出现抽空现象，影响泵抽吸量，电机驱动过滤上的电机改成防爆型电机，防护等级在IP54以上。

 

　　1.3流量测试单元

 

　　根据产品要需，多元醇、环戊烷混合的组合料和异氰酸酷在试机时必须通过流量测试来调整两种组分的流量，使其按一定的比例进行混合。测试单元有混合头测试，流量测试等。流量测试单元改造如下:

 

　　( 1)多元醇、环戊烷混合料测试部分都需要加防爆设置，电磁换向阀改为防爆电磁阀。

 

　　( 2)回流测试阀好安装在一个隔离间里，可以与计量单元和混合料罐单元安装在一起，通过风机排气。

 

　　( 3)异氰酸酷测试阀只需清洗干净，清洁时，一定要彻底拆开。

 

　　1.4混合头部分

 

　　两种组分经过计量后在混合头进行高压碰撞混合，混合后再注入模腔进行聚氨酯发泡。因此，产品质量直接取决于混合头的混合效果，混合头是发泡机的核心部件，直接影响到注射精度和产品质量，维修不当还可能会危及发泡操作人员。具体改造方法如下:

 

　　( 1)混合头必须进行防爆改造，如电气控制防爆、防静电接地等。

 

　　( 2)在闭模浇注中，为了防止环戊烷气体与空气接触，可以直接在混合头加装充氮装置，即把充氮气管直接安在混合头喷射口处，再由电器程序来控制，在每次发泡注射之前先注射氮气，这样就由手动充氮气变成完全自动充氮气。

 

　　( 3)混合头的清洗应该由专业人员进行，组装需要达到一定的要求。螺钉拧紧力要一致，不能太紧也不能太松，不能装垫圈;油缸接近开关要调到适当的位置，使油缸到达指定的位置刚好能感应到;装配完后要经过20MPa以上的压力试验，保证无泄漏。

 

　　用环戊烷作发泡机的聚氨酯发泡机的改造是一项专业技能非常强的工作，一定要在专业人员指导下进行，或者委托专业制造商进行改造。实践证明，旧设备的改造完全达到生产要求和国家防爆有关规定。随着ODS的淘汰，用环戊烷为发泡机的聚氨酯发泡机的改造必将得到越来越多的推广。