CN110128622A - 沥青运输装置及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青运输装置及生产方法。沥青运输装置包括沥青运输装置本体和覆盖在所述沥青运输装置本体外表面的聚氨酯保温材料层；所述聚氨酯保温材料层通过A料和B料进行固化反应获得；A料包括异氰酸酯；B料按重量份包括35～50聚醚多元醇、20～30聚酯多元醇、4～8接枝聚醚、10～20无卤阻燃剂、2～5硅油、2～5催化剂和0.5～5水。本发明的沥青运输装置保温效果好，易于生产，聚氨酯保温材料层不易脱落。

Description

沥青运输装置及其生产方法
技术领域
本发明涉及运输装置技术领域，具体涉及一种沥青运输装置及其生产方法。
背景技术
在长途运输沥青的过程中，为了使运输装置内的沥青温度保持在理想温度从而保证沥青质量，节约能源，运输装置在运输过程中通常采用保温材料进行保温。一般通过在运输装置的罐体刚结构外面覆一层保温材料实现，厚度因材料不同而不同。目前，主要由岩棉和气凝胶包覆罐体进行保温。岩棉导热系数高，在经过长时间、远距离运输后，罐内沥青由180℃降低到40℃，基本失去运输过程中保温的意义。在组装过程中，由于岩棉为块状，组装繁琐，且与罐体不易固定易产生缝隙，外界水汽很容易通过缝隙附着在罐体钢结构表面与罐体直接接触，基本失去保温意义。气凝胶虽导热系数低，但是材料价格昂贵(每立方米为1.5万元左右)，且安装困难，不易与罐体成为整体结构。因此，研发一种保温效果好、价格低、易于生产的沥青保温装置是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种沥青运输装置，在装置外侧包覆一层聚氨酯保温层，不仅具有非常好的保温效果，而且质量轻，有效减轻运输装置的自重。
本发明的另一个目的在于提供一种沥青运输装置的生产方法，该生产方法提高了保温层与沥青运输装置的粘结性，可以使沥青运输装置与保温层形成整体。
本发明采用如下技术方案实现上述目的。
本发明提供一种沥青运输装置，包括沥青运输装置本体和覆盖在所述沥青运输装置本体外表面的聚氨酯保温材料层；所述聚氨酯保温材料层通过A料和B料进行固化反应获得；其中，所述A料包括异氰酸酯；所述B料按包括如下组分：聚醚多元醇35～50重量份，聚酯多元醇20～30重量份，接枝聚醚4～8重量份，无卤阻燃剂10～20重量份，硅油2～5重量份，催化剂2～5重量份，和水0.5～5重量份。本发明在装置本体外侧包覆一层聚氨酯保温层，不仅具有非常好的保温效果，而且质量轻，有效减轻运输装置的自重。
根据本发明的沥青运输装置，优选地，所述B料包括如下组分：聚醚多元醇40～45重量份，聚酯多元醇24～28重量份，接枝聚醚5～6重量份，无卤阻燃剂12～18重量份，硅油3～4重量份，催化剂3～4重量份，和水1～3重量份。采用上述A料和B料的配比，固化形成的保温材料层的保温效果更好。
根据本发明的沥青运输装置，优选地，A料和B料的体积比为1:0.1～10。优选地，A料和B料的体积比为1:0.5～2。采用上述配比的保温材料层，传热效率更低，保温效果更好，而且提高与保温装置表面的粘合性，避免外部的水汽与保温装置表面直接接触。
根据本发明的沥青运输装置，优选地，所述聚醚多元醇为分子量800～3000的聚醚多元醇，聚酯多元醇为分子量1500～2500的聚醚多元醇，所述接枝聚醚为分子量200～500的接枝聚醚，无卤阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、膨胀型阻燃剂、DOPO衍生物、聚多磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐或硼酸锌中的一种或多种，催化剂选自有机金属化合物、叔胺类催化剂、K-15或三嗪PC-41中的一种或多种。
在本发明中，所述聚醚多元醇为分子量800～3000的聚醚多元醇，优选分子量为2000～2500的聚醚多元醇。聚酯多元醇为分子量1500～2500的聚醚多元醇，优选为分子量为1800～2200的聚酯多元醇。所述接枝聚醚为分子量200～500的接枝聚醚，优选为403或3630中的一种或多种。接枝聚醚403为乙二胺聚醚四醇，由乙二胺与氧化丙烯(环氧丙烯)制成。
在本发明中，无卤阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、膨胀型阻燃剂、DOPO衍生物、聚多磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐或硼酸锌中的一种或多种，优选为甲基膦酸二甲酯、膨胀型阻燃剂中的一种或两种混合物。采用上述阻燃剂可以很好的提高保温材料的阻燃性能，而且不影响B料喷涂的物理性能，可以与A料通过喷涂固化成型。
在本发明中，催化剂选自有机金属化合物、叔胺类催化剂、K-15或三嗪PC-41中的一种或多种；优选为叔胺类催化剂、K-15(辛酸钾溶于二乙二醇形成的质量浓度为70％的溶液)或三嗪PC-41中的一种或多种。选择上述催化剂可以促进异氰酸酯与水的反应效率，能加速异氰酸酯和水、多元醇之间的反应，在安装保温材料时，可以使保温材料更好的与保温装置表面贴合。
根据本发明的沥青运输装置，优选地，所述异氰酸酯为多二苯基甲烷二异氰酸酯。采用上述异氰酸酯，可以提高保温材料层的保温性能。
本发明还提供一种上述沥青运输装置的生产方法，包括以下步骤(1)将A料和B料输送至喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵；
(2)将A料和B料混合喷涂在所述沥青运输装置本体的外表面上进行固化反应，形成聚氨酯保温材料层。
根据本发明的生产方法，优选地，步骤(1)中，当A供料泵和B供料泵的排出口压力达到0.3～0.4MPa后再与喷枪连接进行喷涂。排出口压力优选为0.32～0.38MPa。达到上述压力范围再连接喷枪，避免在低压下A料和B料混合后固化堵塞喷枪枪头。
根据本发明的生产方法，优选地，步骤(2)中，A料和B料在15～50℃下进行固化反应3～5min，形成聚氨酯保温材料层。在上述条件下A料和B料固化效果更好。
根据本发明的生产方法，优选地，在步骤(2)的喷涂过程中，所用喷枪的喷枪口与所述沥青运输装置本体的外表面的受喷面之间的夹角为90～120°，喷枪口与受喷面之间的距离为0.4～0.8m，喷枪口的移动速度为0.5～0.8m/min；喷枪喷涂的第一层喷涂厚度为0.5～2mm，其余各层的喷涂厚度为15～20mm。采用上述条件进行喷涂，可以是喷涂的保温层更均匀，保温效果更好，而且便于操作。所用喷枪的喷枪口与所述沥青运输装置本体的外表面的受喷面之间的夹角优选为100～120°。喷枪口与受喷面之间的距离为0.5～0.7m。喷枪口的移动速度为0.55～0.65m/min。喷枪喷涂的第一层喷涂厚度为1～2mm，其余各层的喷涂厚度为15～19mm。
根据本发明的生产方法，优选地，还包括喷涂前对沥青运输装置的预处理步骤。对沥青运输装置的表面进行防护，把不需要喷涂的部位、部件用遮蔽膜进行防护；用压缩空气吹扫受喷面以保证清除受喷面的灰尘与杂物，使保温材料与受喷面间有良好的粘结性。
根据本发明的生产方法，优选地，还包括对A料和B料的预处理步骤。将A料和B料分别倒入各自容器内，检查有无泄露和堵的情况，加料时要经过过滤，防止异物或结块状物料进入容器；校准计量泵流量，按A、B料的配比进行调试。
在本发明中，需要喷涂的保温层厚度大于20mm时，要根据每次喷涂保温层厚度，逐层喷涂，直至达到最终保温厚度，一般每层以15～20mm厚为宜。多层喷涂时，先喷涂打底层，厚度约为2mm，从第二层以后按正常比例喷涂，以增加与沥青运输装置的粘结力。喷涂过程中要严格控制喷涂的平整度和厚度，对于保温层厚度超出5mm部分可用手锯将过厚处修平。最后用Ф1mm钢针采用插针法检查保温层的最小厚度不得小于设计厚度。
乳化时间为不相溶的一相均匀分散于另一相中的时间。乳化时间太短，枪口要阻塞；乳化时间太长，物料要流失或滴落。因此，喷涂前要选择合适的乳化时间，与此同时要掌握物料初凝时间。物料初凝可用手测试，以不粘手计算，一般控制在10～12s内。初凝时间太长影响喷涂进度；初凝时间太短，前一次喷涂的表面已形成固化层，两层之间将产生间隔层，影响导热系数。
喷涂过程中压缩空气不能中断，保证两种物料充分混合，喷涂间歇时，先停物料泵，空气压缩机应继续工作，将剩余物料喷涂完毕再停空气压缩机，否则枪口会被物料堵住，影响下次使用。
本发明的沥青运输装置将A料和B料通过高压喷涂发泡机混合喷涂至沥青运输装置的表面上固化形成保温材料层，导热效率小于0.02kcal/(m·h·℃)。由于固化反应过程中产生含有内聚能较高的氨酯键和脲键的聚氨酯固化物，而金属表面一般存在吸附水(即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物)，NCO基团与水反应生成的脲键与金属氧化物之间通过氢键螯合形成酰脲-金属氧化物络合物，NCO基团还能与金属水合物形成共价键。因此，聚氨酯固化物在一定条件下能在需保温装置表面上聚集，形成高表面张力粘接层，能与金属等硬基材很好地匹配，粘接强度较高。
在生产过程中，喷涂的A料和B料混合物可进入基层孔隙中发泡，堵塞缝隙，起到封闭孔隙的作用，形成一道无接缝的连续壳体，与基层粘接牢固、无空腔、无需锚栓、没有拼缝，从而很好避免冷热桥现象。聚氨酯泡沫与金属基体的粘接性良好，它可以实现与基体结构材料形成很好的粘结效果，整体性很强。即使在最不利的温度和湿度下，以及承受风力、自重以及正常碰撞等各种内外力相结合的负载下，保温层仍不与基层分离、脱落。
具体实施方式
以下结合具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明进行限制。
实施例1
生产沥青运输装置的保温材料层的配方如下：
A料为二苯基甲烷二异氰酸酯；
B料包括40重量份的分子量为2000的聚醚三醇，25重量份的分子量为1500的聚酯多元醇，5重量份的分子量为300的接枝聚醚403(分子量为300的乙二胺聚醚四醇，由乙二胺与氧化丙烯(环氧丙烯)制成)，15重量份甲基膦酸二甲酯，3重量份硅油，3重量份K-15，3重量份水；
生产沥青运输装置包括以下步骤：
1)对沥青运输装置需要保温的罐体表面用压缩空气吹扫，把不需要喷涂的部位、部件用遮蔽膜遮蔽防护；
2)将A料和B料分别倒入各自容器内连接计量泵；校准A料和B料的计量泵流量，A料和B料的配比为体积比1:1；
3)将两个计量泵分别与高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵连接；高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵连接空气压缩机，压缩空气作为A供料泵和B供料泵的驱动，先启动空气压缩机，待A供料泵和B供料泵的排出口压力均达到0.35MPa后，再将A供料泵和B供料泵的排出口与喷枪连接，然后启动高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵开始向喷枪供料。
4)启动喷枪，将A料和B料混合喷涂在受喷面上，并在室温下固化反应形成第一层保温层，喷涂时，喷枪与受喷面形成的夹角为120°，喷枪口至受喷面的距离为0.6m，喷枪口移动移动速度为0.6m/min；喷枪喷涂的第一层喷涂厚度为2mm，随后按每层15mm的厚度进行喷涂直至达到设定厚度，即完成保温层的安装，在保温层外侧覆盖蒙皮层。
实施例1的沥青运输装置保温材料层的性能见下表。
将实施例1的A料和B料按照实施例1的生产方法在金属底板(钢板面积为0.1m×0.1m)上，逐层喷涂试验保温层(厚度为20mm)，在喷涂完最外层时迅速覆盖一层金属顶板，金属底板和金属顶板外侧均固定一拉环，进行拉伸测试，拉伸强度为403KPa。
实施例2
生产沥青运输装置的保温材料层的配方如下：
A料为二苯基甲烷二异氰酸酯；
B料包括40重量份的分子量为3000的聚醚三醇，25重量份的分子量为2500的聚酯多元醇，重量份的分子量为400接枝聚醚3630，15重量份的甲基膦酸二甲酯，3重量份硅油，3重量份三嗪PC-41，3重量份水。
生产沥青运输装置包括以下步骤：
1)对沥青运输装置需要保温的罐体表面用压缩空气吹扫，把不需要喷涂的部位、部件用遮蔽膜遮蔽防护；
2)将A料和B料分别倒入各自容器内连接计量泵；校准A料和B料的计量泵流量，A料和B料的配比为体积比1:1；
3)将两个计量泵分别与高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵连接；高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵连接空气压缩机，压缩空气作为A供料泵和B供料泵的驱动，先启动空气压缩机，待A供料泵和B供料泵的排出口压力均达到0.3MPa后，再将A供料泵和B供料泵的排出口与喷枪连接，然后启动高压喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵开始向喷枪供料。
4)启动喷枪，将A料和B料混合喷涂在受喷面上，并在室温下固化反应形成第一层保温层，喷涂时，喷枪与受喷面形成的夹角为120°，喷枪口至受喷面的距离为0.6m，喷枪口移动移动速度为0.6m/min；喷枪喷涂的第一层喷涂厚度为2mm，随后按每层15mm的厚度进行喷涂直至达到设定厚度，即完成保温层的安装，在保温层外侧覆盖蒙皮层。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的内容。

Claims (10)

1.一种沥青运输装置，其特征在于，包括沥青运输装置本体和覆盖在所述沥青运输装置本体外表面的聚氨酯保温材料层；所述聚氨酯保温材料层通过A料和B料进行固化反应获得；
其中，所述A料包括异氰酸酯；
其中，所述B料按包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的沥青运输装置，其特征在于，所述B料包括如下组分：
3.根据权利要求1所述的沥青运输装置，其特征在于，A料和B料的体积比为1:0.1～10。
4.根据权利要求1所述的沥青运输装置，其特征在于，A料和B料的体积比为1:0.5～2。
5.根据权利要求1所述的沥青运输装置，其特征在于，
所述聚醚多元醇为分子量800～3000的聚醚多元醇，
聚酯多元醇为分子量1500～2500的聚醚多元醇，
所述接枝聚醚为分子量200～500的接枝聚醚，
无卤阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、膨胀型阻燃剂、DOPO衍生物、聚多磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐或硼酸锌中的一种或多种，
催化剂选自有机金属化合物、叔胺类催化剂、K-15或三嗪PC-41中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的沥青运输装置，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
7.根据权利要求1～6任一项所述的沥青运输装置的生产方法，其特征在于，包括以下步骤
(1)将A料和B料输送至喷涂发泡机的A供料泵和B供料泵；
(2)将A料和B料混合喷涂在所述沥青运输装置本体的外表面上进行固化反应，形成聚氨酯保温材料层。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，当A供料泵和B供料泵的排出口压力达到0.3～0.4MPa后再与喷枪连接进行喷涂。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，A料和B料在15～50℃下进行固化反应3～5min，形成聚氨酯保温材料层。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，在步骤(2)的喷涂过程中，所用喷枪的喷枪口与所述沥青运输装置本体的外表面的受喷面之间的夹角为90～120°，喷枪口与受喷面之间的距离为0.4～0.8m，喷枪口的移动速度为0.5～0.8m/min；喷枪喷涂的第一层喷涂厚度为0.5～2mm，其余各层的喷涂厚度为15～20mm。
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