聚氨酯、聚脲弹性体技术转让

发布时间:2010.09.30 新闻来源:人造板网—低成本环保型脲醛树脂胶、防水建筑模板专用胶、脲醛树脂添加剂等各种板材专用胶生产技术转让! 浏览次数:

 

一、  聚氨酯、聚脲弹性体的优势

聚氨酯、聚脲弹性体分为三类:1.聚氨酯弹性体,由多异氰酸酯与多轻基聚酯或聚醚聚合而成;2.聚脲弹性体,由多异氰酸酯与端氨基聚醚共聚,以二胺扩链而成;3.聚氨酯(脲)弹性体,可以看作是含聚氨酯和聚脲结构的共聚物。总之,它们都是多异氰酸酯与多元活泼氢化合物。由于结构中含有强极性的氨酯键、脲键、醚键、酯键以及兼具高结晶硬段,线形软段的微相分离结构,所既有高强度、又有优异的冷弹性及耐磨性、耐腐蚀性等一系列优势。而且难得的是它还具有使用方便,可现场喷涂,快速固化,工艺性好的优势。所以广泛用于各种工业领域。

由于它有广泛的原料选择余地和工艺选择余地 ,它可以制成各种不同性能性的产品,用于各种不同的场合 ,还可通过各种共聚、共混、改性方式,进一步改进性能或降低成本,一直是各国研究开发的热点,新品种层出不穷。

尤其是聚脲,它比一般聚氨酯强度更高,成形速度快,近年来在材料市场上异军突起。优势如下:

①  固化速度更快,有的品种喷涂后十秒钟凝胶,一分钟后即可站上去行走。可在任意斜面、曲面上施工,而不必担心流掛;

②  优异的物理化学性能,如拉伸强度、伸长率、柔韧性(零下四十度低温仍有弹性)、而且抗老化、耐腐蚀等;

③  100%固含量,不含任何挥发性有机物,对环境友好,强度高;

④  可按1:1体积比进行喷涂或浇泊,一次施工厚度范围可以从数百微米到几厘米,克服了其它材料必须多道施工的麻烦;

⑤  对水分、湿气不敏感,施工时不受环境温度、湿度的影响;

⑥  配方体系可调,手感从软橡皮状到硬质弹性体均可实现;

⑦  涂层微密、无接缝,耐化学介质性能十分突出,可耐水、海水、酸、碱、盐、油等长期侵蚀;

⑧  附着力好,与钢材的附着力大于10Mpa,长期使用不脱落;

⑨  耐紫外线老化,户外长期使用不粉化、不开裂。

二、聚氨酯、聚脲弹性体的理化性能指标

1.   性能指标:凝胶时间10~120秒,拉伸强度12~45Mpa,断裂伸长率150%~800%,撕裂强度30~90KN/m,邵氏强度30A~65D,对钢的附着力6~12Mpa,低温柔性-30℃弯曲无裂纹。

2.   耐磨性实验:国外称聚脲弹性体为“双液型耐磨衬里”广泛用于耐磨场合。实验室测试聚脲弹性体与其他材料耐磨性对比如下:

表一:喷涂聚脲弹性体与其他的磨耗对比

材料名称

磨耗量(mg)

 

材料名称

磨耗量(mg)

喷涂聚脲

6——10

 

天然橡胶

146

尼龙610

16

 

耐冲击聚氯乙烯

160

聚酯薄膜

18

 

丁苯橡胶

177

高密度聚乙烯

29

 

增塑聚氯乙烯

187

聚四氟乙烯

42

 

丁基橡胶

205

丁腈橡胶

44

 

ABS

275

尼龙66

49

 

氯丁橡胶

280

低密度聚乙烯

70

 

聚苯乙烯

324

注:磨耗条件: CS17轮,1000克/轮,5000r/min.23℃

从表一可见,喷涂聚脲弹性体磨损量非常低,远远低于其他非金属材料,而且强度高、缓冲性好、能量吸收性好,非常适合作耐磨材料。

同时,喷聚脲弹性体还具有良好的耐水解性、耐稀酸稀碱性、耐油性和耐盐雾性,见下面表二;

从表二可见,聚脲对于大多数的无机酸和碱类溶液具有良好的耐受性,对汽油、柴油、机油也有良好的耐受性。

表二:喷涂聚脲弹性体的耐介质性能(25℃)

介质名称

短时间浸泡结果

长期浸泡结果

5%盐酸

10%磷酸

30%磷酸

中等

10%硫酸

30%硫酸

20%氨水

汽油

燃料油

海水

水(氯含量1×10¯)

水(氯含量4×10¯)

中等

10%火碱

25%火碱

 

三、聚氨酯、聚脲弹性体的应用

3.1.在矿山的应用;

在矿山的应用已经比较广泛。在采矿的提升、研磨、分级、筛分脱水、输送等过程中,绝大部分设备都需要用聚氨酯弹性体作为结构件。喷涂聚脲弹性体与聚氨酯弹性体具有相似的性能,却比聚氨酯具有更卓越的物理性能和施工性能,它可以完全或部分替代传统的聚氨酯 、环氧树脂、玻璃钢、橡胶以及聚稀烃类化合物,在化工防腐、管道、建筑、船舶、水利、交通、机械、矿山、耐磨等行业具有广阔的应用前景。其特有的高耐磨、高强度、高弹性使之更适合于矿山耐磨防腐的施工。

3.1.1磁选机滚筒耐磨涂层:

磁选机滚筒多采用不锈钢板卷焊而成,成本很高。在选矿时,圆筒直接与矿浆接触,磨损严重。传统的做法式在筒体表面整体涂覆硫化橡胶以提高耐磨性,但橡胶使用寿命短,影响选矿生产效率,一年就磨穿,常需修补。选矿筒体局部磨损漏洞不易修补,磨开的口子越扯越大,最后只能更换。若采用聚脲弹性体进行施工,一次施工即可达到设计厚度,不必多次施工,固化速度快,涂层厚度均匀、施工效率高。施工后几小时即可投入使用。用于材料的高耐磨性、高绝缘性、高水解稳定性,克服了现有材料的问题,大大延长了磁选机的寿命。

在攀枝花某选矿厂,磁选机滚筒尺寸为φ1050mm×3000mm,喷涂聚脲弹性体的厚度为4mm;从底板处理到喷涂完毕,供耗时仅两个小时,施工完毕后仅8小时即投入运行。使用了近两年时间,耐磨层仅仅磨掉2mm左右,保守估计其寿命也在三年以上。从涂层厚度、使用时间上进行比较,喷涂同等厚度的聚脲弹性体其使用寿命是橡胶色覆层的10倍以上。因而可以使用更薄的涂层厚度,也提高了磁选机的工作效率;由于抗撕裂强度高,适用于粗选、精选各道环节;可以对磨损、划伤的筒体进行现场快速修复、为用户节省大量检修时间、节约了成本,减少了停车损失。

3.1.2浮选机、搅拌槽、溜槽等过流面的耐磨防腐处理:

喷涂聚脲弹性体不仅有优异的耐磨性、耐腐蚀性也很突出,已广泛用于多家单位的浮选机、搅拌槽、螺旋溜槽等设备过流面处理。采用喷涂聚氨酯弹性体技术处理过流面有非常明显的优势。该材料与底板附着力高,不起色、无接缝,施工质量不受温度影响,且使用寿命至少是橡胶的6倍,甚至10倍以上,并克服了衬胶起色、有接缝等诸多缺陷。

浮选机槽体传统上采用粘贴橡胶、铸石板等方式延长使用寿命。但由于粘贴工艺要求较高,接缝处很容易发生 渗漏,施工质量难以保证。一旦发生局部破坏如不及时发现并修补,很快就会导致大面积脱落,进而整体失败。

3.1.3管道内壁耐磨防腐处理

管道磨损是长期困扰工业企业的棘手问题,并直接影响到企业的经济效益和现场工作环境。矿浆输送管道,特别是尾矿输送采用了大量长达几公里甚至几十公里的铸铁管道,内壁尤其是弯头处磨损严重。传统的耐磨道多采用锰钢管、合金管道等材料,虽有一定的防腐效果,但存在着笨重、使用寿命短、频繁更换、成本高的问题、

采用聚氨酯作管道内壁耐磨层的典型工程如:1976年新西兰钢铁公司建成的直径188mm铁精矿输送管,全长22.5公里,工作压力位14.9Mpa(149个大气压)流速3.9m/s(米/秒)。工作状况一直良好。如采用聚脲弹性体,力学强度及耐磨性可以超过上述聚氨酯工程,先在工厂内采用全自动化喷涂施工,施工速度快、涂层厚度均匀、光滑如镜、摩擦阻力小,可以大大延长管道的使用寿命。

3.1.4皮带机滚筒:

皮带机滚筒用橡胶耐磨层的强度低,耐磨性差。最短使用时间仅为3个月左右,不但增加了维修费用和工人的劳动强度,而且由于滚筒色胶材料磨损不均匀性而导致胶带跑偏,影响输送机的正常运行。近年来,聚氨酯弹性体材料在国内外得到广泛应用,但存在模具投资大、浇注工艺要求高、生产效率低等缺点、而喷聚脲弹性体不需要模具,对滚筒的尺寸没有要求,而且设备有多种模式进去切换,即可进行喷涂,也可进行旋转浇注,节省了昂贵的模具费用,提高了生产效率。同时喷涂聚氨酯弹性体可进行车削等机械加工,可在表面加工出花纹以增加摩擦力。

3.1.5地下矿山岩层支护:  

矿井下一般采用包括锚杆—金属网、薄层喷射混凝土(厚度为5~10厘米)、喷涂聚脲弹性体在内的各种表面支护技术。用以加固采掘过程中形成的松散和破碎岩层。加拿大过去十年间对聚脲弹性体和其他类似的双组分喷涂材料进行了大量的研究工作,得出如下结论:喷涂聚脲弹性体技术以液态形式喷射到岩层表面,能牢固的粘附在岩层上,随着岩层的断裂或聚集发生很多的变形而不会断裂,并具有极快的固化速度。经几分钟或几小时的养护即可达到很高的力学强度。与其传统支护方式相比,在生产岩石处理和岩层加固方面显示出优越性。一下表3对几种支护技术进行了评价及对比。

 

表三. 各种支护技术考虑因素

项目

喷射混凝土

强化混凝土

锚杆金属网

聚脲

喷射速度(m³/min)

0.14~0.33

0.12~0.20

0.11~0.15

1.77~2.32

劳动需求(人)

2.8

2.8

2.8

2.0

岩层可见度

不良

不良

良好

中等或良好

固化时间

数天

数天

不详

数分钟

健康问题

喷射前

运输

运输

运输

喷射中

吸入粉尘

吸入粉尘

岩石坠落

呼吸

喷射后

3.1.6沙河市有大量选矿厂和玻璃厂,他们都必须使用球磨机,球磨机筒身承受大铁球和矿粉的剧烈撞击和磨损,一直使用钢铁衬板或橡胶衬板防护。如采用聚脲衬板肯定可以延长磨机寿命,减少维修工时,是一个很好的市场,急需开发。

3.1.7商用车车厢防护;卡车车厢一般用厚木板或橡胶板铺底作防护层,使用喷涂聚氨酯弹性体或聚脲弹性体性能和寿命会远远超过木板或橡胶。如长征——大脱拉汽车的矿用翻斗车采用的是两层钢板夹  一层厚木板,在工程施工中仍常被几吨重的巨石砸坏,磨损更是严重。如采用一次喷涂3-5厘米聚脲(可用中破玻璃布进一步加强),其寿命肯定会大大延长。保定长城皮卡也正准备使用这一材料(他们叫车厢宝)。还有北汽福田的农用车,重型卡车,重型卡车还有济南黄河、四川红岩、陕汽重卡等(不再详述)。

3.1.8乘用车地板及车底防石击。(不再详述)   

3.1.9塑胶跑道、过街天桥的地面,用的也是  聚氨酯或聚脲(不再详述)公跑防滑。

3.1.10化工厂防腐地面、住宅弹性地板。(不再详述) 

3.1.11快速生产电影、电视剧道具(喷射固化后立即雕刻,如房屋、桥梁等)

3.1.12军队通过沙漠、沼泽时用的垫板。      

四、投资项目及投资额

投资额根据市场发展情况和设计生产能力而变,也根据从哪一步开始生产而不同。

最省事的方法就是只上喷涂、浇注设备,材料全部外购或进口;再延伸一步是从生产聚氨酯、聚脲的原料预聚体开始。这样,所用的原料中的多异氰酸酯有的品种有些污染,这一步可在市区以外的地方生产。按年产3000吨设计 ,投资如下:

1、50吨储罐:        2个         70万元

2、10吨储罐:        2个         16万元

3、喷涂设备:          8台        160万元

4、浇铸设备:         8套        60-80万元

5、反应釜(3-5吨):  5台套       50-60万元

6、锅炉(0.5吨):    1台         15万元

7、变压器及配电系统:             60万元

8、运输车辆:         罐车1辆     35万元

                     卡车一辆     30万元

9、厂房:             2000㎡      300万元

10、库房:            600㎡       80万元

11、办公室及住房、餐厅:           55万元

12、购地:            10亩        400万元

13、厂区道路及绿化:               35万元

14、围墙:                         30万元

15、办公用品和小车:               20万元

16、化验室设备:                   20万元

17、工人培训:                     6万元

18、设备运输、安装、调试           22万元

19、环保设施:                     11万元

20、工具、低*品、不可预见费        12万元

                                           合计:1502万元

 

 

 

五、组织结构及人员配备

企业组织机构设置如下:

 

董事长、董事会

总经理

      

常务副总经理           总工程师       总会计师兼总经济师

 

   供    销    质   研   预    弹    设   财  人   综   模

   应    售    量   发   聚    性    备   务  事   合   具

   部    部    技   中   体    体    动   部  培   办   车

术   心   车    车    力       训   公   间

部        间    间    部       部   室


用人情况:

高层管理人员:4人

中层管理人员:11人—19人(每部门1-2人)

工人:        62人—102人

技术人员:    20人—26人

服务人员:    3人

合计:        100—146人

六、经济效益预测:

设计能力为年产3000吨,按初期每年1500吨产量技术,售价按每公斤30元—45元计算,全年工作日按280个计算:年销量收入为4500万元。

总成本估价表:

序号

项目

用量

单价(元)

金额(万元)

备注

1

原材料

1500t

18/kg

2700

 

2

辅料

300t

25/kg

750

 

3

动力

65000kwh

1.2/kwh

8.1

 

4

燃料

140

600/kg

8.4

 

5

汽油

 

 

10

 

6

工资劳保

 

 

156

 

7

折旧

1400

 

70

厂房按20年,设备按10年

8

维修费

 

 

21

 

9

国税

 

 

33

按33%

10

地税

 

 

12

按12%

11

贷款利息

 

 

120

按2000万元年息6%

12

销售费用

 

 

80

 

13

合计:3968.5

纯利:4500万 – 3968.5万 = 531.5万元

(注:按50%开工率计算)

七、投资周期

月数

项目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

立项申批

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

市场调研

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设备 选型

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

买地及手续

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

基建

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

购置设备

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设备安装

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设备调试

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

工人培训

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

原料采购

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验室调制

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

试生产

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

八、合作伙伴

山西省化工研究院,是国内化工系统四大聚氨酯研究院之一,是四大家中专门从事弹性体研究的研究单位,可对项目提供技术支持或参与合作,并随时跟踪国际科技动态,提供技术升级帮助。

九、市场攻关方向

1.邢台煤矿矿用设备改造市场;

2.沙河铁矿、选矿厂、玻璃原料市场;

3.邢台学院扩建的体育馆及中学操场;

4.保定长城汽车公司车厢室;

5.北汽福田车厢室;

6.石家庄小车地板;

7.弹性地板生产厂;

8.化工企业防腐地板;

9.大城市过街天桥;

10.军用设备;

11.火车车厢地板;

12.电厂粉煤灰输送管内衬;

13.铸造喷砂管道;

14.公交车地板改造;

15.大型雕塑布景;

16.车厢维修;

 

 

十、项目选址;

总部及研发中心设在开发区.

生产厂设在郊外.

注:次技术有望用于汽车轮胎胎面,可延长轮胎寿命3倍。

咨询电话:15833617888  联系人:王先生

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