摘要:闡述了采用環戊烷替代CFC-11發泡劑的聚氛醋發泡機改造的合理性和經濟性。總結了改用環戊烷作為發泡劑的聚氛醋發泡機的改造要汽、內容和具體改造的方案。

 

　　關鍵詞:環戊烷;發泡劑;聚氛醋發泡機;改造

 

　　氯氟烴類化合物是聚氨酯發泡塑料zui理想的發泡劑，在聚氨酯發泡塑料行業一直被廣泛采用，但20世紀70年代末，環保專家研究發現這類化合物的分解物破壞臭氧生態環境，是造成大氣中臭氧層空洞的主要原因。因此，整體淘汰消耗臭氧層物質(ODS)已經成為必然趨勢，我國規定在2007年7月1日前必須完全淘汰CFC-11發泡劑。CFC-11一代替代品有H CFC-23與H CFC-1411)等，H C FC-23與HCFC-1411)同樣會消耗臭氧層，但是破壞程度較小，大概是CFC-11的1(1'/0左右[‘]，因此用它們生產的產品仍然是非環保的，終究要被淘汰。而環戊烷是環保型發泡劑(ODP值=Q GWP< 0 001)，從生產工藝、產品質量、經濟性等綜合考慮，用環戊烷發泡劑的發泡工藝比較受青睞。但環戊烷屬于閃點低、易揮發、易燃易爆的危險化學品，當環戊烷氣體在空氣中的質量分數達到L 4%一8 TIo范圍時，就可能引起爆炸[z1，因此對發泡設備的密封和防爆性能有嚴格的要求。采用以環戊烷為發泡劑的發泡工藝，對原發泡設備是更新還是改造，是擺在許多聚氨酯發泡塑料生產廠家面前必須選擇的問題。對原聚氨酯發泡設備在防爆部位進行改造，完全可以適應新發泡工藝的要求，因此，采用以環戊烷作發泡劑的發泡工藝，選擇對原設備進行改造是一種zui經濟適用的選擇。

 

　　本工作簡要總結了用環戊烷作為發泡劑，對聚氨酯發泡設備系統的改造要點、內容和具體改造方案。

 

　　1環戊烷發泡劑設備系統的改造環戊烷高壓發泡機由多元醇、助劑等與環戊烷混合的組合料系統和異氰酸酷系統組成。由于異氰酸酷組分系統不含環戊烷，不需要進行改造，因此，用環戊烷作發泡劑的發泡機的改造主要是對多元醇循環系統進行改造。

 

　　11多元醇環戊烷混合料罐

 

　　多元醇環戊烷混合料罐由攪拌裝置、壓力開關、氮氣減壓閥、單向閥和防爆氣動球閥等組成。具體改造如下:

 

　　(1)多元醇環戊烷混合料罐攪拌裝置中的攪拌電機改成防爆電機，防爆等級不低于EX<lII ATE防護等級在IP54以上。

 

　　( 2)為滿足防爆要求，料罐里的預壓氣體為氮氣，加一套氮氣壓力開關、氮氣減壓閥和單向閥。

 

　　(3)為了嚴格控制加料過程中多元醇、環戊烷混合料溢出，在多元醇、環戊烷混合料罐上內置超高液位報警裝置，以防加料超過規定值，液位一旦達到極限，立即報警。

 

　　( 4)料罐配有外置可視液位計，四點控制，即控制加料液位、停止加料液位、液位超高或超低報警。

 

　　(5)加料口加一個單向閥和防爆氣動球閥，用電器控制實現自動加料。

 

　　(6)出料口也需要加上一個手動球閥和一個防爆氣動球閥，同樣采用自動輸料，當系統報警時，氣動球閥關閉。

 

　　12多元醇環戊烷混合料計量單元

 

　　改造前，一般混合料計量單元與異氰酸酷料計量單元安裝在一起。用環戊烷作為發泡劑，其混合料計量單元與異氰酸酷料計量單元就要分開安裝。改造方法如下:

 

　　( 1)根據防爆要求，多元醇混合料計量單元必須用圍房隔離，可以設計一個泵架，用來固定混合料計量單元。多元醇計量泵上的電機更換為防爆電機，以符合GB50058-92《防爆和火災危險環境電力裝置設計規范》中防爆等級大于EX<lII AT3以上、防護等級在IP54以上的規定。電機和泵之間的聯接改用磁性聯軸器，以防泄漏和電火花。

 

　　( 2)泵的進出口高壓、低壓壓力表更換成防爆壓力傳感器，其壓力信號輸送到電控柜可轉換為數顯，以實現自動控制。

 

　　( 3)多元醇環戊烷混合料過濾部分一般采用自清潔過濾器，過濾器拆開以后用DOP替代二氯甲烷清洗并對其外表重新油漆。若刮片結晶嚴重，很難清洗干凈，過慮效果不佳，一定要更新，否則會在管路中產生一個瓶頸，出現抽空現象，影響泵抽吸量，電機驅動過濾器上的電機改成防爆型電機，防護等級在IP54以上。

 

　　13流量測試單元

 

　　根據產品要需，多元醇、環戊烷混合的組合料和異氰酸酷在試機時必須通過流量測試來調整兩種組分的流量，使其按一定的比例進行混合。測試單元有混合頭測試，流量測試等。流量測試單元改造如下:

 

　　( 1)多元醇、環戊烷混合料測試部分都需要加防爆設置，電磁換向閥改為防爆電磁閥。

 

　　( 2)回流測試閥zui好安裝在一個隔離間里，可以與計量單元和混合料罐單元安裝在一起，通過風機排氣。

 

　　( 3)異氰酸酷測試閥只需清洗干凈，清潔時，一定要徹底拆開。

 

　　1 4托架部分

 

　　通常聚氨酯發泡機都安裝在一個托架上，使整機美觀且便于搬運。由于環戊烷發泡劑易燃、易爆，盡可能把環戊烷易漏部位安裝在一個獨立的圍房內，以便風機把泄漏的環戊烷氣體排出室內。因此，整體結構應進行改裝，托架必須要符合改裝后的要求。

 

　　(1)把部件安裝在托架上，托架上設計有集液槽，以防多元醇、環戊烷混合料滲出后流出。還要設計一個圍房把這些組分圍起來，與外界隔離，防止環戊烷氣體與外部空氣混合。

 

　　( 2)圍房里面的混合氣體也需及時排出，所以需要設計抽排風裝置，從圍房的某個底部(環戊烷氣體密度大于空氣)將混合氣體抽出，而在圍房對角的頂部開一個進氣口，以便空氣對流。抽風電機可以選雙速電機，正常工作時低速抽風，當混合氣體濃度過高而報警時，電機轉速加倍，抽風加速。風機設獨立電源或備用電源(即24 h不停電)。為了檢測排風狀況，需要安裝一個風壓開關。

 

　　(3)圍房里需要安裝危險氣體探測器并且在控制系統里設置氣體濃度報警，探測器安裝位置應該在距托架10 cm高、且環戊烷易泄漏處。

 

　　15混合頭部分

 

　　兩種組分經過計量后在混合頭進行高壓碰撞混合，混合后再注入模腔進行聚氨酯發泡。因此，產品質量直接取決于混合頭的混合效果，混合頭是發泡機的核心部件，直接影響到注射精度和產品質量，維修不當還可能會危及發泡操作人員。具體改造方法如下:

 

　　( 1)混合頭必須進行防爆改造，如電氣控制防爆、防靜電接地等。

 

　　( 2)在閉模澆注中，為了防止環戊烷氣體與空氣接觸，可以直接在混合頭加裝充氮裝置，即把充氮氣管直接安在混合頭噴射口處，再由電器程序來控制，在每次發泡注射之前先注射氮氣，這樣就由手動充氮氣變成完全自動充氮氣。

 

　　( 3)混合頭的清洗應該由專業人員進行，組裝需要達到一定的要求。螺釘擰緊力要一致，不能太緊也不能太松，不能裝墊圈;油缸接近開關要調到適當的位置，使油缸到達指定的位置剛好能感應到;裝配完后要經過20MPa以上的壓力試驗，保證無泄漏。

 

　　16溫控單元

 

　　模溫機、冷水機提供冷水或熱水，用來對混合料進行加熱或冷卻，保證料溫在規定范圍內。不同的廠家提供的模溫機結構不一樣，但原理大同小異，所以在維修之前先理清機械部分和電器部分結構和原理，維修好后，再由電器控制系統來實現自動控制。

 

　　17自動潤滑系統

 

　　很多舊發泡機都是手動潤滑，為了提高自動化程度，可以增加計量泵自動潤滑裝置，把DO P潤滑劑送到計量泵軸封處，可以對計量泵進行間隔自動潤滑，時間間隔由電控程序設定。

 

　　18電氣部分

 

　　發泡機的所有操作都由電氣控制部分來實現，電氣部分也極易產生火花，因此電氣部分主要是防爆改造。

 

　　爆炸危險區的電氣改造，必須符合國家標準GB50058- 92舫爆和火災危險環境電力裝置設計規范環口GB 50257- 96《電氣裝置安裝工程爆炸和火災危險環境電氣裝置施工及驗收規范》的相關要求。危險區的電氣設備都必須具備相應的防爆等級;電氣裝置的布線和連接都必須符合相應的密封要求。

 

　　為了加強對環戊烷泄漏和危險區排風等狀況的監控，必須增加相應的報警裝置。并且在危險區內非帶電的金屬體都必須防靜電接地，接地電阻應《4}。在危險區內的電傳感裝置必須通過隔離柵與電氣系統聯接。

 

　　2應用效果

 

　　本單位已分別為海爾公司、科龍公司、大連賽德隆公司等C FC型舊發泡機改造成環戊烷發泡機，實踐證明，改造周期為30天左右，速度快，設備能恢復原設備的精度，使用效果良好，運行安全、可靠。改造資金約是購買新設備資金的3(}Io一5(}Io，有較高的經濟效益。

 

　　3結束語

 

　　用環戊烷作發泡劑的聚氨酯發泡機的改造是一項專業技能非常強的工作，一定要在專業人員指導下進行，或者委托專業制造商進行改造。實踐證明，舊設備的改造完全達到生產要求和國家防爆有關規定。隨著ODS的淘汰，用環戊烷為發泡劑的聚氨酯發泡機的改造必將得到越來越多的推廣。