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发布时间:2022-07-19 16:22:04
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酚醛泡沫塑料(PF)是由酚醛树脂,加入表面活性剂、发泡剂、固化剂等多种加工助剂,经搅拌、发泡、熟化而成的泡沫塑料。随着高层建筑、航空工业、交通运输以及空间技术的发展,对泡沫塑料的热稳定性和耐燃性的要求也越来越严格。与PS泡沫、PE泡沫、PU泡沫相比较,酚醛泡沫塑料具有难燃、自熄、低烟、耐火焰等优点,缺点是泡沫较脆、影响了产品的推广使用酚醛泡沫塑料制品的韧性和密度是决定其质量的关键。但由于发泡及树脂合成过程的影响因素较多,易导致各批次产品密度相差较大,产品质量不稳定。国外研究了密度与强度的关系,指出抗压强度随泡沫体密度的增大而明显增大,但没有给出具体的工艺参数。近年来国内外对其原料、工艺及设备都进行了大量的研究工作,但有关的文献报道很少、专利报道较多。研究了可发泡性甲阶酚醛树脂,合成及发泡过程中的各个主要影响因素。同时酚醛泡沫在空调风管应用很广,专家重点介绍了这方面内容。 由于世界各国最近大量采用液化天然气,需求量大幅度增长,LNG船需要量远超过了人们的预测。目前只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家能制造。我国中船集团沪东中华造船(集团)也已经建造两艘LNG船。首期两艘船舶由中远集团、招商局集团、广东粤电资产经营有限公司、深圳航运总公司、澳大利亚天然气有限公司和美国能源运输集团等六方共同投资,投资总额约4亿美元,由中船集团沪东中华造船(集团)有限公司承建。第一艘船舶于2007年10月建成交付使用,第二艘船舶计划于2008年4月交付使用,这两船常年穿梭于中国至澳大利亚的航线上,一年完成22个航次,常年经受赤道西风带的严峻考验。LNG项目首期两艘船舶绝热保温材料使用和设计由上海船舶工艺研究所(611所)和沪东中华造船(集团)有限公司完成,绝热材料使用珍珠岩,保温性能较高分子材料差,但燃烧性能较好,绝热层比较厚。
大型LNG液舱的结构设计和制造技术是LNG船(包括地面站储罐)最核心的关键技术之一。大型LNG液舱体积庞大、受力情况复杂、工作温度低,因此所用材料既要满足强度要求,又要满足储存低温介质所需的绝热要求,还需具有良好的阻燃性能(本课题要求为离火自熄)。最早的时候大型LNG船及地面站储罐(包括石化行业)的超低温绝热材料主要使用软木、珍珠岩、泡沫玻璃、离心玻璃棉或者硅酸铝、混凝土等无机材料。但在应用过程中发现这些无机材料有许多不足之处。
国内、外情况反映了LNG船及地面站储罐绝热材料,由选用无机材料转向使用有机高分子材料。通常使用的高分子绝热保温材料有聚苯乙烯、聚氨酯和酚醛三种。聚苯乙烯和聚氨酯具有质轻、低导热系数和良好的机械性能,于上世纪50年代起广泛用作绝热材料。在长期的使用中暴露了容易燃烧,燃烧时产生致人死亡的毒气。课题组完成了特种军车使用聚氨酯的产烟毒性等研究工作,其产烟毒性为危险级(WX),根据公安部上海消防研究所的《聚氨酯泡沫材料烟密度及燃烧后气体组分测试分析报告》,燃烧时产生一氧化碳和氰化氢等毒气,按美国OSHA标准计算,1m3的空间,只要燃烧51.12g的聚氨酯泡沫,就会达到立即死亡密度。我国曾经发生过因船上焊枪作业引燃聚氨酯引发火灾事故,导致多起死亡。
我国很早在石化行业LNG储罐的绝热材料使用过聚氨酯,但没有成功,造成不小的损失。到上世纪90年代后,上海船舶工艺研究所(611所)、上海高桥石化有限公司第三分公司、上海第六塑料制品有限公司研发成功适用于-40℃以上的聚氨酯泡沫,但与当时船级社船检使用的国际船用材料燃烧性能标准不相符,难以将聚氨酯微孔绝热材料应用到LNG、LPN船上。正因为以上这些原因,世界各国制订了聚苯乙烯、聚氨酯难以通过的标准,以限制这两种材料在易燃易爆领域的使用,但遗憾的是至今没有合适新材料取代这两种产品。
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