CN107521029A

CN107521029A - 一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统及方法

Info

Publication number: CN107521029A
Application number: CN201610453756.0A
Authority: CN
Inventors: 刘绍英; 王公应; 李子健
Original assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Current assignee: Chengdu Organic Chemicals Co Ltd of CAS
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-29
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: CN107521029B

Abstract

本发明公开了一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统及方法。制备系统由微波发泡系统、热风系统、发泡剂回收系统组成；微波发泡系统由依次连接的布料段、发泡段、过渡段组成；热风系统包括：后交联/干燥段、冷却段，第一热交换器、第二热交换器和热风炉；泡剂回收系统包括：冷凝器、除雾器、吸附器，第二热交换器出口依次连接冷凝器、除雾器、吸附器。方法包括：发泡液依次通过布料段、发泡段、过渡段、后交联/干燥段和冷却段，制得三聚氰胺泡沫产品。本发明制备的泡沫塑料、泡沫的甲醛含量进一步降低、发泡剂回收利用，实现资源循环利用，简化了生产工艺，生产效率大大提高，降低了生产成本，可操着性更强。

Description

一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统及方法

技术领域

本发明涉及三聚氰胺泡沫塑料领域，进一步地说，是涉及一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统及方法。

背景技术

三聚氰胺泡沫是一种具有本征型的天然高阻燃的泡沫材料，因其具有优良的吸音、降噪、隔热、耐高温、低发烟率、耐化学腐蚀性、便捷的后加工性等性能，在不添加任何阻燃剂的情况下就可以达到DIN4102(德国标准)所规定的B1级低可燃性材料标准和UL94-V0(美国保险协会标准)级高阻燃材料标准。使其在建筑装饰、公共场所、机电设备、交通车辆等越来越多的领域得到广泛的应用。

三聚氰胺泡沫的性能由树脂合成工艺、发泡液制备工艺、泡沫制备(发泡)工艺等三大主要因素决定。

CN200510038093.8、US6608118、CN200910037911.0、CN200880008281.8、CN200680021117.1、CN200910216553.X等专利公开了部分发泡工艺，但整个发泡工艺过程不明确，也未涉及具体发泡设备和参数。CN104029326A公开了泡沫制备工艺过程、提出了专用设备的基本参数、废气经高温炉焚烧和能源综合利用等。但均未涉及发泡剂回收利用、热风系统的热风进出口位置、微波源磁控管的频率等具体参数。现有技术的微波发泡系统的微波源均采用2450MHz的商业级应用频率；尾气中的发泡剂均采用直接进入焚烧炉燃烧方式，浪费了资源；热风系统均采用热风从系统的下方进入上方排出的常规方式，不仅浪费能源而且对低分子有害物质特别是甲醛的脱除效果较差；发泡段和过渡段通入热N₂，增加了生产成本；对高密度的泡沫产品生产效率很低。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种三聚氰胺连续发泡制备系统及方法。采用本发明的工艺可以将发泡剂回收利用，实现资源循环利用；泡沫塑料的密度在4～70Kg/m³任意可控调节且生产效率高；泡沫的甲醛含量进一步降低至检测限以下；简化了生产工艺，节能，降低了生产成本。

本发明的目的之一是提供一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统。

所述制备系统由微波发泡系统、热风系统、发泡剂回收系统组成；

所述微波发泡系统由依次连接的布料段、发泡段、过渡段组成；

所述热风系统包括：后交联/干燥段、冷却段，第一热交换器、第二热交换器和热风炉；第二热交换器连接热风炉，热风炉连接第一热交换器后再连接后交联/干燥段；热风炉的另外两个出口分别连接发泡段和过渡段；

布料段、发泡段和过渡段的尾气出口分别与第二热交换器入口连接；

发泡剂回收系统包括：冷凝器、除雾器、吸附器，第二热交换器出口依次连接冷凝器、除雾器、吸附器。

其中，

所述制备系统包括不锈钢外箱、水平内箱、水平输送带、发泡段发泡约束箱，发泡约束箱由四条链板围成；水平输送带和四条链板围成的发泡段发泡约束箱运转同步。

发泡段、过渡段、后交联/干燥段和冷却段的各电气控制系统集成控制于中央控制室。

发泡段中发泡约束箱的链板采用长期使用温度＞250℃的耐高温复合材料；

发泡段热风设置为侧进侧出或下进上出，干燥段热风管热风设置为下进上出或侧进侧出。

微波发泡系统和热风系统的后交联/干燥段中的微波组成部分包含数组微波源，微波发泡系统的微波源的微波频率为915MHz或915MHz与2450MHz两种频率组合；热风系统采用热风或2450MHz频率微波与热风的组合；微波源的功率在10～100％无级调变。

微波发泡系统的发泡段采用微波频率915MHz的微波源，微波总功率450KW，场强分布均匀；或者采用微波频率2450MHz的微波源，微波总功率400～500KW；或者采用微波频率915MHz和2450MHz的组合微波源，微波总功率450～500KW；微波场强分布采用微波功率高→低→高的变换方式或者由低到高的顺序递增方式。

后交联/干燥段采用热风或热风和微波组合加热方式，热风和微波组合加热方式中微波频率915MHz或2450MHz，微波总输出功率10～90KW；热风系统温度110～240℃。微波源的功率在10～100％无级调变。

本发明的目的之二是提供一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡方法。

发泡液依次通过布料段、发泡段、过渡段、后交联/干燥段和冷却段，制得三聚氰胺发泡产品。

其中，优选：

后交联/干燥段采用热风或热风和微波组合加热方式，微波频率915MHz或2450MHz，微波总输出功率10～90KW；热风系统温度110～240℃。

发泡段热风温度为80～120℃，后交联/干燥段热风温度为150～230℃；全系统采用压力＜100pa负压。

微波发泡系统的尾气首先与冷空气进行热交换，热交换后的尾气经冷凝器、、除雾器、吸附器后，发泡剂进入贮罐循环利用，尾气达标排放或经热风炉焚烧后排放。

本发明具体可采用以下技术方案：

三聚氰胺发泡系统由微波发泡系统和热风系统组成，发泡系统由布料段、发泡段、过渡段、后交联/干燥段、冷却段组成。微波连续发泡系统包括不锈钢外箱、水平内箱、水平输送带、微波系统、微波发泡约束箱，水平输送带和发泡段四条链板围成的水平约束箱运转同步，发泡段、过渡段、后交联/干燥段和冷却段的各电气控制系统集成控制于中央控制室。发泡约束箱的链板采用长期使用温度＞250℃的耐高温复合材料。

微波系统由数组功率相同或不同的微波源组成，微波频率为915MHZ或2450MHZ。微波场强分布可控，微波源的功率可在10～100％无级调变，既可单个调节又能组调节，发泡过程中根据实际需要，采用一组或几组微波管组共同完成。

发泡段采用微波频率915MHZ的发泡系统，微波总功率450KW，场强分布均匀；采用微波频率2450MHZ的发泡系统，微波总功率200～500KW，微波场强分布采用前段微波源功率大于后端的设计。

微波连续发泡高温后交联(干燥)段采用热风和微波频率2450MHZ的微波组合加热方式，微波总输出功率10～90KW，优选30～70KW。

优选发泡段微波频率915MHZ或915MHZ和2450MHZ两种双频率的组合；后交联(干燥段)微波频率为2450MHZ以及热风组合式微波发泡系统。

热风系统温度110～240℃，发泡段优选80～120℃，干燥段优选150～230℃。发泡段热风设置为侧进侧出或下进上出，干燥段热风管热风设置为下进上出或侧进侧出；全系统采用压力＜100pa负压。

所述的发泡剂回收循环利用的工艺特征在于：微波发泡系统的尾气首先与冷空气进行热交换(热交换后获得的热空气用于泡沫的干燥)，热交换后的尾气进入特殊设计的冷凝器，降温到30℃左右的同时大部分发泡剂冷凝回收，30℃左右的尾气经除雾器后再进入活性炭纤维吸附器，吸附器吸附饱和后采用蒸汽脱附，发泡剂冷凝回收循环使用，废气达标排放或经热风炉焚烧后排放。

本发明设计了发泡剂回收利用系统、明确了热风系统的热风进口位置、发泡段直接采用热空气而不再用N₂、微波频率除采用常规的2450MHZ外还采用915MHZ。采用本发明可使用同一套设备生产密度在4～70Kg/m³任意可控调节的泡沫塑料、泡沫的甲醛含量进一步降低、发泡剂回收利用，实现资源循环利用，简化了生产工艺，生产效率大大提高，降低了生产成本，可操着性更强。

附图说明

图1为本发明的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统示意图

附图标记说明：

1-布料段；2-发泡段；3-过渡段；4-后交联/干燥段；5-冷却段；6-热风炉；7-热交换器；8-冷凝器；9-除雾器；10-吸附器；11-发泡剂贮罐；12-烟囱；a-发泡液；b-常温空气；c-尾气；d-热空气；e-泡沫粗品；f-切割、二次加工；g-三聚氰胺泡沫产品。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例：

如图1所示，一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统。

其中，

后交联/干燥段采用热风和微波组合加热方式，微波频率915MHZ或2450MHZ，微波总输出功率10～90KW；热风系统温度110～240℃。

微波源的功率在10～100％无级调变。

实施例1～12：

将粘度为30000～35000mpa.s的专用树脂以每分钟3000～9000g、复合表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚混合物)200～500g、HFE7200/HFE7100/HFE71IPA复合发泡剂100～360g、交联剂甲酸200～450g定量加入带冷凝装置的双螺杆挤出机，再经高速混合头制成发泡液，发泡液经布料器布料后，进入微波频率分别为915MHz(干燥系统无微波，例1、4、12)、915MHZ(发泡系统采用915MHZ频率微波，干燥系统采用2450MHZ频频，例11)、915MHZ/2450MHZ组合(发泡系统采用915MHz/2450MHz组合频率微波，干燥系统无微波，例3、9)、915MHZ/2450MHZ组合(发泡系统采用915MHz/2450MHz组合频率微波，干燥系统2450MHz，例7、8)、2450MHz(发泡和干燥均采用2450MHz的微波，例6、10)、2450MHz(发泡2450MHz微波，干燥系统无微波，例2、5)、的发泡系统，经发泡、后交联、干燥、裁切等得到三聚氰胺泡沫塑料粗品，泡沫塑料主要性能见表1。

表1不同微波频率生产的泡沫塑料主要性能

——*表示甲醛含量低于检测限，未检测出

实施例13：

将粘度为30000～35000mpa.s的专用树脂以每分钟9000g、复合表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚混合物)500g、HFE7200/HFE7100/HFE71IPA复合发泡剂360g、交联剂甲酸450g定量加入带冷凝装置的双螺杆挤出机，再经高速混合头制成发泡液，发泡液分别采用本发明的方法和CN104029326A的方法制备泡沫，泡沫产品的性能如表2中所示。

表2不同方法制备的泡沫性能

从表2的数据可以看出，本发明的效果优于对比例。

Claims

1.一种三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统，其特征在于：

2.如权利要求1所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续制备系统，其特征在于：

3.如权利要求1所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统，其特征在于：

微波发泡系统、热风系统、发泡剂回收系统的各电气控制系统集成控制于中央控制室。

4.如权利要求1所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统，其特征在于：

微波发泡系统中发泡段的发泡约束箱链板采用使用温度＞250℃的耐高温复合材料；

微波发泡系统热风设置为侧进侧出或下进上出；热风系统中热风设置为下进上出或侧进侧出。

5.如权利要求1所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统，其特征在于：

6.如权利要求5所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡制备系统，其特征在于：

微波发泡系统的发泡段采用微波频率915MHz的微波源，微波总功率450KW，场强分布均匀；或者采用微波频率915MHz和2450MHz的组合微波源，微波总功率450～500KW；微波场强分布采用微波功率高→低→高的变换方式或者由低到高的顺序递增方式。

7.一种采用如权利要求1～6之一所述的制备系统的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡方法，其特征在于所述方法包括：

发泡液依次通过布料段、发泡段、过渡段、后交联/干燥段和冷却段，制得三聚氰胺泡沫产品。

8.如权利要求7所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡方法，其特征在于：

9.如权利要求7所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的三聚氰胺泡沫塑料微波连续发泡方法，其特征在于：

微波发泡系统的尾气首先与冷空气进行热交换、冷凝，尾气降温至30℃左右后进入除雾器，发泡剂回收；经除雾器后的尾气再进入吸附器，吸附器吸附饱和后脱附，发泡剂回收利用；经吸附器后的废气达标排放或经热风炉焚烧后再排放。