保冷管托支架技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

保冷管托支架具有高强度、低导热、吸水率小、耐水解、不易燃、成型美观等特点，可替代进口产品及通常采用的木技结构，深受用户青睐。聚氨酯作为其材料成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡和机械发泡。根据发泡时的压力，可分为高压发泡和低压发泡。按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡。浇注发泡按具体应用领域、制品形状又可分为块状发泡、模塑发泡、保温壳体浇注等。根据发泡体系可发为HCFC 发泡体系、戊烷发泡体系和水发泡体系等，不同的发泡体系对设备的要求不一样。按是否连续化生产可分为间歇法和连续法。间歇法适合于小批量生产。连续法适合于大规模生产，采用流水线生产方法，效率高。

1、手工发泡及机械发泡

在不具备发泡机、模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型。手工发泡劳动生产率低， 原料利用率低， 有不少原料粘附在容器壁上。成品率也较低。开发新配方，以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试，一般需先在实验室进行小试，即进行手工发泡试验。在生产中，这种方法只适用于小规模现场临时施工、生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品。手工发泡大致分几步：(1)确定配方，计算制品的体积，根据密度计算用料量，根据制品总用料量一般要求过量5％～15％。(2)清理模具、涂脱模剂、模具预热。(3)称料，搅拌混合，浇注，熟化，脱模。

手工浇注的混合步骤为： 将各种原料精确称量后，将多元醇及助剂预混合，多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中，然后将这些原料混合均匀，立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去， 经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料。

在我国，一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位。手工浇注也是机械浇注的基础。但在批量大、模具多的情况下手工浇注是不合适的。批量生产、规模化施工，一般采用发泡机机械化操作，效率高。

2、一步法及预聚法

 目前，硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的，也就是各种原料进行混合后发泡成型。为了生产的方便，目前不少厂家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等原料预混在一起，称之为“白料”，使用时与粗MDI(俗称“黑料”)以双组分形式混合发泡，仍属于“一步法”，因为在混合发泡之前没有发生化学反应。

早期的聚氨酯硬泡采用预聚法生产。这是因为当时所用的多异氰酸酯原料为TDI-80。由于TDI粘度小，与多元醇的粘度不匹配；TDI在高温下挥发性大；且与多元醇、水等反应放热量大，若用一步法生产操作困难，故当时多用预聚法。

若把全部TDI和多元醇反应，制得的端异氰酸酯基预聚体粘度很高，使用不便。硬泡生产中所指的预聚法实际上是“半预聚法”。即首先TDI与部分多元醇反应，制成的预聚体中NCO的质量分数一般为20%～ 25%。由于TDI大大过量，预聚体的粘度较低。预聚体再和聚酯或聚醚多元醇、发泡剂、表面活性剂、催化剂等混合，经过发泡反应而制得硬质泡沫塑料。预聚法优点是：发泡缓和，泡沫中心温度低，适合于模制品；缺点是：步骤复杂、物料流动性差，对薄壁制品及形状复杂的制品不适用。自从聚合MDI 开发成功后，TDI已基本上不再用作硬质泡沫塑料的原料，一步法随之取代了预聚法。

 第二节 产品工艺特点或流程

 1、浇注

预制绝热管是由金属内管和外管组成，并在两管之间以硬质聚氨酯泡沫作绝热层。制造这种地面绝热管的方法很简单，只需在内钢管和由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或石棉水泥制成的外套管之间的环状空穴里注入液体反应混合物发泡。

2、喷涂

喷涂成型法适用于无外套管、大直径管道外制作硬泡绝热层。硬泡原料液喷在旋转着的管道外表面，混合头与管道沿轴向作相对运动。喷涂法制作的硬泡绝热层，表面不太平整。为了保护绝热层免遭损坏， 必须用沥青绷带、玻璃纤维增强塑料复合材料或塑料涂层将其包覆起来。聚氨酯弹性体是很合适的材料， 挤塑法成型的聚乙烯套管也能做保护层。

3、模塑半圆形预制件

用半圆形硬质泡沫塑料预制件做管道保温层是一种通用而简便的方法。生产厂按标准管径准备若干套模具，即可成批加工出一系列管径的预制件。使用时，把两个半圆形泡沫塑料对合，就成为一个完整的绝热套。

4、块料切割

用块状硬质泡沫塑料可切割成一定尺寸的绝热层。这种方法最大的缺点是泡沫塑料的损耗率高。为提高材料的利用率，可按直径大小顺次排列切割。但是，不管如何排列，仍有一些材料不能很好利用。

 第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、利用可再生天然生物资源作原料：聚氨酯使用的原料，中间体绝大多数来自石油、煤、天然气等矿产资源，它们的贮量有限，日趋减少，预计21世纪将直接影响聚氨酯工业的发展。我们必须做好技术准备，采用创新催化剂、创新工艺制备聚氨酯用的原料，争取大部分原料来自天然生物资源。如用天然油脂制备各种多元醇等。

2、开发、采用与环境友好的生产工艺生产中间体或原料和聚氨酯产品，不使用或少使用有毒的污染环境的物质，生产过程中无有害环境的物质排放，例如生产无溶剂或水溶液聚氨酯产品；采用非光气法生产异氰酸酯；继续开发臭消耗潜值（odp）为零、全球变暖潜值（gwp）小、价格低、性能优的发泡剂等。

3、采用创新技术和新催化剂提高原料或中间体的质量、减少聚氨酯的消耗定额。例如开发新催化剂代替传统催化剂生产聚醚多元醇，以便改善聚氨酯的质量、增强其市场竞争力。

 4、研究、开发具有特种性能新结构的聚氨酯，满足超常条件下使用的特殊需要，开拓新的应用领域，扩大市场占有率；例如开发在温度大于160℃左右下可长期使用的聚氨酯弹性体等。（中国化工报/李俊贤）

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