Способ и система для изготовления блока из полиуретановой / полиизоциануратной пены для теплоизоляционной плиты резервуара - RU2020109961A
Код документа: RU2020109961A
Формула
1. Способ изготовления блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены, которая применима для теплоизоляционной плиты (30) герметичного и теплоизоляционного резервуара, при этом блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены состоит из закрытых ячеек (20), накапливающих газ, и имеет форму параллелепипеда толщиной E и шириной L, причем способ изготовления упомянутого блока включает в себя следующие этапы:
a) этап, на котором смешивают (12) химические компоненты, необходимые для получения полиуретановой/полиизоциануратной пены, при этом упомянутые компоненты включают в себя реагенты для получения полиуретана/полиизоцианурата, по меньшей мере, один агент, вызывающий набухание, состоящий из физического и/или химического расширяющего агента, и, при необходимости, по меньшей мере, один катализатор реакции и/или один эмульгатор,
b) этап, на котором пропитывают волокна (10) вышеупомянутой смесью (12) химических компонентов путем контролируемого распределения жидкости по ширине L на конвейерной ленте, причем волокна (10) предварительно размещены на конвейерной ленте и составляют от 1% до 60% по массе,
c) этап, на котором образуют и расширяют волокнонаполненную полиуретановую/полиизоциануратную пену, причем упомянутое расширение волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены физически ограничено стенками двухленточного ламинатора, образующими туннель прямоугольного поперечного сечения с расстоянием между стенками, расположенными по бокам, равным L, и расстоянием между стенками, расположенными горизонтально, равным E, таким образом, ограничивающий волокнонаполненную пену, испытывающую расширение, для получения вышеупомянутого блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены,
и в котором расположение стенок туннеля двухленточного ламинатора определяют на основе закона изменения объема расширения так, что ограничение расширения волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены приводит к объему волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены, выходящей из двухленточного ламинатора, составляющему от 92% до 99% объема расширения такой же волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены в случае свободного расширения без ограничения стенок такого двухленточного ламинатора.
2. Способ по п. 1, в котором вышеупомянутый объем волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены составляет от 95% до 99% объема расширения такой же волокнонаполненной пены в случае свободного расширения без ограничения стенок двухленточного ламинатора.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором во время этапа пропитки волокнистых холстов (10) вышеупомянутая смесь (12) компонентов имеет вязкость от 30 МПа⋅с до 1500 МПа⋅с, предпочтительно от 50 МПа⋅с до 700 МПа⋅с.
4. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором, по меньшей мере, 60% вышеупомянутых ячеек (20), накапливающих газ, имеют форму, продолговатую или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены.
5. Способ по любому из одному из предыдущих пунктов, в котором, по меньшей мере, 80%, предпочтительно, по меньшей мере, 90% упомянутых ячеек (20), накапливающих газ, имеют форму, продолговатую или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены.
6. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором волокнами (10) являются стекловолокна или углеродные волокна, предпочтительно стекловолокна.
7. Способ по любому одному из пп. 1-6, в котором из волокна (10) формируют множество тканых или нетканых армирующих слоев, проходящих вдоль плоскости ориентации, перпендикулярной толщине E.
8. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором волокна (10) расположены вдоль всей ширины L, и этап b) пропитки волокон (10) смесью (12) компонентов для получения волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены и агентом, вызывающим набухание, выполняют с помощью управляемого распределителя (15) жидкости одновременно по всей ширине L.
9. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором агент, вызывающий набухание, состоит из сочетания физического расширяющего агента и химического расширяющего агента.
10. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором физический расширяющий агент выбирают из алканов и циклоалканов, содержащих, по меньшей мере, 4 атома углерода, диалкиловых простых эфиров, сложных эфиров, кетонов, ацеталей, фторалканов, фторолефинов, содержащих от 1 до 8 атомов углерода, и тетраалкилсиланов, содержащих от 1 до 3 атомов углерода в алкильной цепи, в частности, тетраметилсилана, или их смеси.
11. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором химический расширяющий агент состоит из воды.
12. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором реагенты включают в себя:
изоцианатный компонент, включающий в себя одно или более изоцианатных соединений, причем упомянутые изоцианатные соединения имеют вязкость от 100 до 3000 МПа⋅с при комнатной температуре, и
полиольный компонент, включающий в себя одно или более полиольных соединений, причем упомянутые полиольные соединения имеют вязкость от 200 до 3000 МПа⋅с при комнатной температуре.
13. Способ по п. 12, в котором во время этапа a) смешивания (12) химических компонентов в, по меньшей мере,одно полиольное соединение вводят нуклеирующий газ предпочтительно с помощью статического/динамического смесителя при давлении от 20 до 250 бар, причем нуклеирующий газ составляет от 0 до 50% по объему полиола, предпочтительно от 0,05% до 20% по объему относительно объема полиола.
14. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором во время этапа a) смешивания (12) химических компонентов температура каждого из реагентов для получения полиуретана/полиизоцианурата составляет от 10°C до 40°C, предпочтительно от 15°C до 30°C.
15. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором в смесь (12) на этапе a) также добавляют фосфорорганический антипирен, предпочтительно триэтилфосфат (TEP), трис(2-хлоризопропил) фосфат (TCPP), трис(1,3-дихлоризопропил) фосфат (TDCP), трис(2-хлорэтил) фосфат или трис(2,3-дибромпропил) фосфат или их смесь, или неорганический антипирен, предпочтительно красный фосфор, расширяемый графит, гидрат оксида алюминия, триоксид сурьмы, оксид мышьяка, полифосфат аммония, производные сульфата кальция или циануровой кислоты или их смесь.
16. Способ по любому одному из предыдущих пунктов, в котором волокна (10) составляют от 2% до 30% по массе указанной смеси (12) компонентов.
17. Система для изготовления блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционной плиты (30), который применим для герметичного и теплоизоляционного резервуара, для реализации способа по любому одному из предыдущих пунктов, включающая в себя:
реакционное устройство, принимающее химические компоненты, необходимые для получения полиуретановой/полиизоциануратной пены, причем упомянутые химические компоненты включают в себя реагенты для получения полиуретана/полиизоцианурата, по меньшей мере, один агент, вызывающий набухание, состоящий из физического и/или химического расширяющего агента, и, если требуется, по меньшей мере, один катализатор реакции и/или один эмульгатор,
распределитель для нанесения упомянутых компонентов для обеспечения контролируемого распределения жидкости по волокнам (10), размещенным на конвейерной ленте, для пропитки волокон компонентами,
конвейерную ленту для приема и транспортировки вышеупомянутых компонентов и волокон (10) от места пропитки этих волокон (10) упомянутыми компонентами до места образования блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены, причем образованный блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены выполнен в форме параллелепипеда толщиной E и шириной L,
двухленточный ламинатор, образующий туннель прямоугольного поперечного сечения с расстоянием между стенками, расположенными по бокам, равным L, и расстоянием между стенками, расположенными горизонтально, равным E, таким образом, ограничивающий волокнонаполненную пену, испытывающую расширение, для получения блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены,
и в которой расположение стенок туннеля двухленточного ламинатора определяют на основе закона изменения объема расширения так, что ограничение расширения волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены приводит к объему волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены, выходящей из двухленточного ламинатора, составляющему от 92% до 99%, предпочтительно от 95% до 99% объема расширения такой же волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены в случае свободного расширения без ограничения стенок двухленточного ламинатора.
18. Блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены теплоизоляционной плиты (30), который применим для герметичного и теплоизоляционного резервуара, полученный непосредственно с использованием способа по любому одному из пп. 1-16 без последующей обрезки, причем блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены содержит от 1% до 60% по массе волокон (10), предпочтительно от 2% до 30%, равномерно распределенных в упомянутом блоке, имеющем ширину L по меньшей мере 10 см, предпочтительно от 10 до 500 см, и толщину E, по меньшей мере, 10 см, предпочтительно от 10 до 100 см, причем блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены состоит из закрытых ячеек (20), накапливающих газ,
и объем которого составляет от 92% до 99%, предпочтительно от 95% до 99% объема расширения такой же волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены в случае свободного расширения без ограничения стенок двухленточного ламинатора, образующих туннель прямоугольного поперечного сечения, и, по меньшей мере, 60%, предпочтительно, по меньшей мере, 80% и более предпочтительно, по меньшей мере, 90% упомянутых ячеек (20), накапливающих газ, имеют форму, продолговатую или вытянутую вдоль оси, параллельной оси толщины E блока из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены.
19. Блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены по предыдущему пункту, в котором масса на единицу объема упомянутого блока составляет от 50 до 300 кг/м3, предпочтительно от 70 до 170 кг/м3.
20. Герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, включающий в себя герметичный и теплоизоляционный резервуар, содержащий, по меньшей мере, одну герметичную металлическую мембрану, состоящую из множества металлических полос (1, 2) или металлических пластин, которые могут включать в себя гофры, и теплоизоляционную плиту (30), включающую в себя, по меньшей мере, один теплоизолирующий барьер (5), смежный с упомянутой мембраной, отличающийся тем, что теплоизоляционная плита включает в себя блок из волокнонаполненной полиуретановой/полиизоциануратной пены по п. 18 или 19.
21. Судно (70) для транспортировки холодного жидкого продукта, включающее в себя двойной корпус (72) и герметичный и теплоизоляционный резервуар (71) по п. 20, расположенный в двойном корпусе.
