[发明专利]用于海上应用的聚异氰脲酸酯基复合涂层

说明书

本发明涉及用于海上应用的聚异氰脲酸酯基涂层和提供该涂层的方法，更具体地，涉及用于海上应用的复合聚异氰脲酸酯基涂层。

用于海上应用的聚异氰脲酸酯基涂层是已知的且已用来，例如，涂布用于钻探和开采位于海上油井的管道。钻出的石油靠从油井至石油钻井平台的管道导流。石油优选保持在高温以降低石油的粘度，从而允许更便易和更经济的液体泵汲。目前石油的操作温度一般是约115℃。

但是，随新油井所位于的海洋深度的增加，必须用更高的操作温度来钻探这类深海油井。这是因为，在导引石油通过管道时，虽然管道绝热，但热能仍会通过管道损失。其结果，在管道内输运期间，油温降低。在管道长度变得太长的情况下，石油可能被过度冷却，使粘度复又升高，从而需要用更多的能量来泵汲和输送更粘的石油。

因此，涂布在管道上的绝热涂层必须优选具有尽可能低的热导率，同时适合于在较高温度下，优选最高达200℃下操作。例如，对于深海油井，因靠近海底的钻探位置上存在的水压，绝热涂层必须适合于承受约200～300 bar的压力。

就目前已有的绝热涂层而言，常用复合涂层，即包含空心体，如玻璃珠的聚合涂层，例如，US 6387447中所公开的涂层。虽然使用玻璃球使涂层能承受较高压力，但复合涂层的其它机械性能并非总能足以满足较高的要求。当用涂层来绝热准备永久用于海底的物体时，绝热涂层较低的密度是一个缺点，因为它们可能增加已涂有这种涂层的物体的漂浮行为。

为满足海上应用、尤其是深海应用的不断增加的要求，必须进一步减小热导率。而且在高温下，如高达200℃的温度下，涂层的机械性能也可能不足以满足新的要求。

本发明的目的是提供尤其适用于海上，即深海应用中的绝热涂层。本发明有些实施方案的优点是提供密度较高而热导率更低的绝热涂层。本发明有些实施方案的另一优点是在150℃和200 bar压力下具有较低的吸水率。本发明有些实施方案的优点是，提供的绝热涂层具有适于承受其在深海应用中在高温下使用的改善的机械性能，如足够高的模量和耐约200℃的连续操作温度。

通过按照本发明的聚异氰脲酸酯基绝热涂层实现了上述目的。

按照本发明的第一个方面，提供用于海上应用的聚异氰脲酸酯基涂层。该涂层是复合涂层，该复合涂层可如下获得：在三聚催化剂和空心体的存在下，使多异氰酸酯化合物与含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物(a compound containing isocyanate-reactive hydrogen atoms)反应，其中，多异氰酸酯化合物与含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物之间反应的异氰酸酯指数(或缩写为iso-指数)为至少2000并优选大于2000。

关于本发明中所用的空心体，术语“空心”应理解为至少50%的封闭体积充有气态流体。任选地，封闭体积仅充了气态流体。

复合涂层包含被包埋在所得聚合物内的空心体，一般是空心玻璃珠，所得聚合物为在三聚催化剂存在下，多异氰酸酯化合物与含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物的反应产物。优选的玻璃珠是来自3M公司的Scotchlite S38、Scotchlite S38 HS、Scotchlite S38 XHS、Scotchlite XLD 3000和Scotchlite XLD 6000。优选空心玻璃珠占复合涂层的35 wt%以下，例如，25 wt%以下。最优选空心玻璃珠在按照本发明的复合涂层中占5～15 wt%，其中wt%相对于整个配方而言。

在提供复合涂层时，优选将玻璃珠与含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物共混。这类充填了玻璃珠的含异氰酸酯-反应性氢原子的组合物还可包含添加剂，如TEP(磷酸三乙酯，(C₂H₅)₃PO₄)，它使得充填了玻璃珠的含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物的粘度下降。

按照本发明的一些实施方案，形成本发明的聚异氰脲酸酯基涂层的多异氰酸酯化合物与含异氰酸酯-反应性氢原子的化合物之间反应的iso-指数可以等于或小于7000，且优选2000～4000，甚至更优选2001～3000或2001～2500或2050～3000。

按照本发明第一方面的聚异氰脲酸酯基涂层，在用于海上应用中时，具有一些超过目前已知的绝热涂层的优点。