[发明专利]用于液化天然气罐绝热的水发泡硬质泡沫

说明书

本发明涉及一种包含增强材料的硬质聚氨酯泡沫，其可以通过使(a)粘 度在25℃下低于500mPas的异氰酸酯与(b)具有对异氰酸酯呈反应性的基团 的化合物、(c)含水发泡剂、(d)催化剂以及合适的话(e)其它添加剂混合形成 反应混合物并且将反应混合物施用至增强材料上而得到，其中具有对异氰 酸酯呈反应性的基团的化合物(b)包含官能度为4或更大且粘度在25℃下为 10000mPas或更小的聚醚醇(b1)和官能度为3或更小且粘度在25℃下为 500mPas或更小的聚醚醇(b2)。本发明还涉及一种生产这种硬质聚氨酯泡沫 的方法以及该硬质聚氨酯泡沫在液化天然气罐绝热中的用途。

本发明的更多实施方案可以在权利要求、说明书和实施例中找到。不 言而喻的是上述特征以及本发明主题中还将在下面予以解释的那些在每种 情况下不仅可以以所示组合使用，而且可以以不超出本发明范围的其它组 合使用。

除了石油，天然气是我们时代最重要的能源之一。然而，为了将气体 从源头输送给顾客，通常不得不输送很长距离。例如通过管道进行输送。 然而，在边远地区或经过很远距离通过管道输送天然气是很昂贵的。另外， 因为某些国家的政局，所以有时不可能铺设此类管道通过那里。在这种情 况下，用液化天然气运输船(LNG运输船)海运经常作为选择。为此，在陆 地液化天然气并且将其供入运输船上的大型罐中。因为天然气仅能在大约 -160℃的极低温度下液化并且还必须在这一温度下储存和输送，所以有必 要使罐绝热，特别是在运输船上使罐绝热以尽可能地降低蒸发造成的液化 气损失。

所用绝热材料主要为硬质聚氨酯泡沫，因为相比其它绝热材料如聚苯 乙烯泡沫或矿棉它们具有优良的绝热性能。

天然气运输船中的整个绝热结构极其复杂。因此，罐的绝热不仅必须 防止天然气蒸发，而且必须赋予罐某种程度的稳定性。因此，除了硬质聚 氨酯泡沫外还使用例如多层的胶合板、玻璃纤维和不锈钢来稳定罐。

实际罐主要包括非常薄的不锈钢阻隔层，所以绝热结构提供了大部分 的所需稳定性。因此，通常使用的硬质聚氨酯泡沫具有相当高的密度。此 外，它优选包含增强材料，一般为玻璃纤维毡(CSM-连续原丝毡)，借助它 获得所需机械性能。为了能够确保最佳稳定性，这些玻璃纤维毡在泡沫整 个厚度上的均匀分布是重要的参数。

此类绝热结构例如描述于韩国专利文件KR 2000010021和KR 2000010022，日本专利文件JP 2003240198和JP 2001150558，美国专利文 件US 20050115248、US 3319431和US 3341050以及欧洲申请EP 1698649中。

硬质聚氨酯泡沫绝热元件的生产一般在运输带上连续进行。这里，包 含增强所需玻璃纤维毡的转筒位于运输带的起始处并将玻璃纤维毡连续滚 至运输带上。将聚氨酯反应混合物供至这些玻璃纤维毡上。由于发泡反应， 起反应的聚氨酯反应混合物必须在开始发泡之前渗透到玻璃纤维毡中。

为确保良好和快速的加工性能，反应混合物渗入玻璃纤维毡必须尽可 能迅速地进行。这有如下优点：反应混合物可在玻璃纤维毡间均匀分布， 这样促进了玻璃纤维毡在成品硬质聚氨酯泡沫中均匀分布。

此外，泡沫必须非常缓慢和均匀地发泡以进一步促进玻璃纤维毡在硬 质聚氨酯泡沫中均匀分布。

作为发泡剂，一般使用卤代发泡剂如氯氟烃和氟烃，因为它们赋予泡 沫特别低的热导率。然而，氯氟烃导致臭氧层降解并且氯氟烃和氟烃都是 导致全球变暖的气体。因此，不得不寻求代替物。

发泡剂如烃(例如戊烷)由于具有易燃性而不是特别合适。

EP 1698649在实施例4和5中公开了适合于使运输船上液化天然气罐绝 热的聚氨酯泡沫的生产，其中用水作发泡剂。包含60重量％粘度在20-30℃ 为3000-5000mPas的山梨糖醇基聚醚醇、20重量％粘度在20-30℃为 200-400mPas的甘油基聚醚醇和20重量％粘度为4000-6000mPas的双官能 聚酯多元醇的混合物用作多元醇组分。锡基催化剂和辛酸钾的混合物用作 催化剂。根据EP 1698649的配制剂的缺点为热导率较高和在相同纤维时间 下反应混合物的发泡时间快，这使玻璃纤维毡的均匀分布变得困难。