ADC发泡剂粒径异常原因分析及对ADC改性的建议

第12卷 第2期 江 汉 石 油 科 技 Vo1．12 No．2 2002年 6月 J IANGHAN PETROLEUM SCIENCE AND TECHNOLOGY Jun．2002 ADC发泡剂粒径异常原因 分析及对 ADC改性的建议 曾俊华 (江汉油田分公司盐化工总厂) 摘 要 对ADC发泡剂粒径异常原因进行了分析，并从工艺技术角度提出了具体的改造意 见。针对市场需求，建议对 ADC进行改性 。 主题词 ADC发泡剂 平均粒径 粒度 分解温度 发 气量 ADC改性 ADC发泡剂(化学名为偶氮二甲酰胺，也称 AC 0 0 0 0 发泡剂，结构式 H2N—C—N =N—C—NH2)是 一 种发气量大的通用型发泡剂，外观呈淡黄色粉未， 在发泡剂中属于有机类热分解型发泡剂，分解放出 的气体主要是氮气(65％)、一氧化碳(32％)、二氧化 碳(3％)，少量的氨气。残渣部分为尿唑 39％，联二 脲 2％，三聚氰酸 26％和其他杂质等。 可用作聚氯乙烯、聚 乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、 ABS树脂、尼龙 66、乙烯一醋酸乙烯共聚物、氯丁橡 胶、天然橡胶等的发泡剂。 1 ADC发泡剂粒径异常原因分析及 建议 盐化工总厂 ADC发泡剂从 1995年投产以来。 生产正常，质量较稳定，只是平均粒径一直偏大，原 来客户对粒径一直没有严格要求，后来因为粒度分 布不匀、发泡时间有差别、气孔大小不均等，影响客 户产品质量。经过质量部门的跟踪分析，发现夏天 生产的 ADC平均粒径为 24～28 m左右，冬天一般 在 20～23vtm，而 目前执行的产品 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (HG2097— 91)要求优级品平均粒径≤12 m，差距比较大，加之 ADC市场供过于求，用户对产品粒径要求愈 加严 格，造成我厂产品积压。针对我厂生产工艺，结合市 场情况，初步分析一下ADC粒径偏大的原因及可能 采取的措施。 1．1 ADC粒径偏大的原因探讨 ADC在生产过程中，经过制肼、缩合、氧化反 应。其间联二脲洗涤，成品经离心过滤、干燥包装完 成。从工艺分析上讲，ADC颗粒的大小取决于反应 与结晶，在工序反应中，晶核不断形成又不断受到破 坏。产品最终成型关键在缩合锅和氧化反应釜中完 成。 从生产工艺入手分析原因有以下几条： (1)缩合反应用搪瓷釜带搅拌加热使之反应， 由于没有对物料粘度进行控制和相应的准酸性值和 弱碱值的控制，使单位的聚合度和收缩量受到影响， 造成后面工段氧化不均，出现相异性。使粒径出现线 差。 (2)缩合反应中，硫酸注入靠液面上滴加，由于 没有阻流板，在旋流上产生剪切力形成死旋或死角， 使联二脲在生成过程中出现复合盐性，造成后续氧 化出现粒径或分解温度不均或不稳。 (3)氧化反应釜中搅拌浆型为锚式，这种浆适用 于中低粘度流体。操作区处于过渡区或层流区。不宜 用于湍流区，容积循环较大，剪切作用较小，造成晶 体成长不均。 ‘ (4)在通氯氧化过程中，伴随助剂的加入，工艺 上理论要求使反应温度恒控，但实际上是做不到的。 、 釜内的温度是关键，目前工艺上控制范围为 35～ 58℃，最佳控制温度应为 40℃以下，但 由于夹套内 采用冷却水换热，温度时常控制不好，特别是夏天， 冷却水温度高，反应釜内达 50～60℃，反应剧烈，形 成“跑料”现象，结晶迅速，所以夏天生产 ADC发泡 作者简介 曾俊华，男，1966年出生，1988年毕业于重 庆石油学校，助理 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，现任盐化工总厂化工研究所责任 工程 师。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 曹俊华：ADC发泡剂粒径异常原因分析及对ADC 一些 垒 ：2 _= 剂平均粒径普遍较大。据悉，巨化公司生产过程中， 氧化工序控制温度为 30℃，虽然反应时间长，但成 品粒径控制非常好，粒度分布范围小。 1．2 解决 ADC粒径偏大的建议 针对上述原因，解决粒径异常主要是从取走氧 化釜内热量、增大搅拌剪切力、控制成晶速度等方面 入手，前提是通氯量稳定，具体有以下几条建议： (1)最直接有效的办法，是将氧化釜冷却水由 循环水改为冷冻水，以保证釜内反应温度控制在 40℃以下，这样将使产品平均粒径下降，粒度分布均 匀。 但 由于冷冻站负荷较大，目前冷冻水保证次钠 工序用量都困难，所以此办法只能寄希望于冷冻站 扩建时综合考虑。 (2)在冬季，可以采用循环水冷却，在炎热的夏 季，可考虑取地下水冷却，因为现在家用环保空调， 就是用地下水作冷源，我们可以多打几 口井来保证 用量。 (3)文献介绍，日本的 ADC生产厂家，在氧化 釜内加入干冰(固态二氧化碳)来降温，但是成本太 高，我厂能否考虑在反应釜内直接加入冰块(当温度 控制不好时)，估计效果也会不错。 (4)在联二脲生产过程中，加酸工艺要改造，原 来曾经改为液下加酸，这样一是可减少硫酸浪费(因 为会形成酸雾)，二是尽量避免出现复合盐，后来因 故失败。鉴于目前状况，液下加酸是发展趋势，这样 有利于酸液与反应物在液下接触，在搅拌下快速均 匀地反应。 (5)移走氧化釜内的反应热，可以增大搅拌速 率，搅拌器的额定转速为 60r／min，后来通过更换皮 带轮，目前转速 已达 110r／min，考虑到轴的抗扭 曲 力及物料打旋现象，再增大转速已是不可取，前面已 谈到锚式搅拌浆的特征，氧化釜内的搅拌要求气液 相混合均匀，即联二脲悬浊液与氯气混合 良好，能提 供较大的剪切力，而对容积循环的要求不高，同时要 求在湍流区操作，湍动大则混合好，可见锚式搅拌浆 不合适。建议使用圆盘弯叶涡轮式搅拌器，它适用 于中、低粘度物料，操作区处于湍流区，剪切作用大， 为气液相专用。 据了解，搪瓷搅拌设备限于其生产工艺．只能生 产锚式和框式两种，而反应釜内酸腐蚀严重，所以涡 轮搅拌器建议选用钛合金材质。 (6)我厂的缩合釜(5m )和氧化釜(2m )都是搪 瓷的，釜内不能设挡流板，所以搅拌不会很理想。目 前部分厂家已改为大釜生产，20m 缩合釜内衬铅， 10m 氧化 釜采用衬胶 或钛钼合金，考虑到 我厂 ADC产品因为含有杂质，客户颇有意见，大部分杂 质是脱落的搪瓷片，或者修补搪瓷的环氧树脂造成， 从长远考虑，可将整体反应釜(含搅拌装置)更换。 ADC扩建一期工程已完，在二期工程中要上一具通 氯锅，建议采用大釜、新 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 比如钛合金，这样釜内 可加折流板，搅拌浆可选新型的，根据实践结果，再 决定是否更换其他反应釜。 (7)我 厂 已有 一套 超细 ADC装 置，处理 量 为 200kg／h，平均粒径可控制在 20tLm 以下，如果降低 处理量比如 50kg／h，产品粒径能达到 10tLm以下，所 以，如果有相应的市场，或者说能做到优质优价，那 么可以发挥超细装置的作用。 2 关于 ADC发泡剂的改性 社会发展对各种新材料的需求增多，发泡剂客 户对 ADC的要求趋于系列化、专用型，而 ADC产量 供过于求，生产厂家只能努力提高产品内在质量，增 加产品品种，参与激烈的市场竞争，满足用户的需 求。 ADC的改性也就是 ADC的商品化加工，即在 ADC产品中加入活化剂，降低其分解温度和改变发 气量。产品主要按发气量、分解温度、粒径的不同分 档次，一个改性 ADC产品应该符合下列几个条件： (1)改性 ADC发泡剂应有合适的分解温度或 发气高峰温度值。 (2)有合适的发气速度，不同的促进剂发气速 度不同。 (3)对总发气量的要求，对于同一分解温度可 以同时选用几处不同的助剂，而助剂不同又使发气 量亦不同，对于一种改性产品，希望在单位质量上有 尽可能大的发气量，这是衡量改性产品质量的一个 重要指标。 (4)加工性能，一个优良的改性 ADC，对树脂应 有较好的分散性、贮藏稳定性及分解产品无毒、不污 染等性能。 为了使改性 ADC符合上述四个条件，可用于 ADC发泡剂的促进剂有氧化锌、碳酸锌、碳酸镉、过 氧化锌、双氰胺、乌洛托品、硝酸胍、羟氨氯化锌、尿 素等。 维普资讯 http://www.cqvip.com ． 76． 江 汉 石 油 科 技 箜 查 2．1 国外 ADC改性产品 国外 ADC改性产品见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示。 从表中可看出，国外 ADC改性主要是降低了产 品分解温度，也是为了满足客户工艺上的要求，当然 助剂的加入也抑制了发气量。 2．2 国内 ADC改性产品状况 由于要满足各种类型的发泡，ADC生产厂家开 发出部分专用发泡剂，详见表2。 表 2 多品种 ADC生产厂一览表 生 产 厂 家 ADC品种数量 上海向阳化工厂 江苏索普集团公司 沧州化工厂 福州第一化工厂 上海三司化工有限公司 国内也有厂家购买 ADC发泡剂后，通过添加助 剂复配而成，例如上海贵友、浙江海虹，作为 ADC后 加工企业是较为成功的，海虹公司有多种系列产品。 上海三司化工有限公司，主要生产改性 ADC系 列产品，详见表 3。 从表中可看出，除 ST108外，其它品种主要在 细度、分解温度上变化较大，而发气量几乎不受影 响。ST108发泡剂是发泡剂 ADC、H发泡剂(即 N， N’一二亚硝基五亚甲基四胺)复配而成，发气量 125 ±5ml／g，分解温度只有≥125±℃，可谓是低温发泡 剂，最适用于运动鞋、凉鞋、海棉垫等产品的制造，其 发泡制品具有耐化学品、耐磨、泡孔均细、弹性强，光 泽好等优良性。 针对 ST108这样的专用型发泡剂，在市场上肯 表 3 上海三司产品目录及规格 发气量 ml／g(20 ℃，760毫米汞柱) 分解温度(℃) 含量％ 加热减量 ％ 灰分％ 细度 215±5 ≥200 ≥98 ≤0．1 ≤O．35 ≤O．1(400目／寸 筛余物) 200±5 220±10 220±10 ≥210 ≥ 180±5 ≥200 ≤O．2 ≤O．2 ≤O．7 ≤2．1 ≤5“ ≥95％ ≥200 ≤O．2 ≤2．1 ≤9“ 95％ ≥200 ≥98 ≤O．2 ≤ 0．1 210±5 ≥ 160±3 125±5 125±5 ≤O．4 ≤7 ≤ 12 ≤9 ≥95％ (下转第 65页) ’ ● ' J 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 田 华：建筑物基底掏土法纠倾 ·65· 表 2 回倾沉降量计算及观察结果 (0)鲥_前(实线)后(虚线)曩辩曩lI值 。 5[：二二二．二玉4 二二 ： 1l3二二 8 9 7 4． 9 5 [：二二二．二玉 1 18．1 二二 1 13． ： 5 1] — (b)计算(实线)和曩涓(直线)沉痒值 3 结束语 掏土法具有显著的技术优点，投入资金仅占基建 总投资的 10％左右，表明了该项技术在实际应用过 程中具有良好的经济和社会效益。 参 考 文 献 I 龚晓南．土塑性力学．杭州：浙江大学出版社． (上接第 76页) 定有稳定的客户。加上其生产厂少，其价格主动权掌 握在卖家手中。 2．3 我厂的状况 (1)1997年盐化工总厂曾经成立了 ADC改性 项目组，做了大量工作，从降低 ADC分解温度、改变 发气量等方面做 了实验，据说分解温度最低达到 120℃。后来该项目工作重点转移到建设超细装置 上，ADC改性工作中断。 (2)从销售部门反馈的信息，只知道我厂 ADC 产品品种单一，缺乏竞争力，不清楚市场具体要哪种 类型的发泡剂、市场有多大、我厂又能争取到多大的 市场、能否做到优质优价。 2．4 建议 图 049 13 S 2 GBJT一89．建筑地基基础设计规范． 3 CJ13—86．危险房屋鉴定标准． 4 唐业清．我国旧建筑物增层纠偏技术的新进展．建筑结 构，1993(6)． 5 汪恒在．各类多层砖房超高的若干解决方法．建筑结构， 1997(3)． (编辑 汪孝之) (1)科研工作最怕盲 目性，一定要有具体的 目 标，所以关于 ADC改性工作，厂里如果认为有必要， 应该组织调研组。由销售部门牵头，质量办、科研所、 ADC厂参加，摸清市场行情，了解产品改性方向，关 键是市场到底有多大?投入后是否有效益等等。 (2)充分发挥现有超细 ADC装置的潜能，因为 是个人承包经营，销售力度小，装置大部分时间闲 置。作为后加工装置，可以通过控制处理量来控制 产品粒径，活化剂加入也方便，如果 ADC要改性，应 该在超细装置上完成。 (3)针对市场情况，考虑购买相应配方；也可以 由科研所、中化室、ADC厂联合，试制一些配方。 (编辑 汪孝之) 口口 维普资讯 http://www.cqvip.com