[发明专利]用于低温绝热管道的聚氨酯硬泡绝热保温层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子绝热保温材料技术领域，尤其涉及一种用于低温绝热管道的聚氨酯硬泡绝热保温层及其制备方法。

背景技术

低温绝热分为非真空绝热和真空绝热两大类，真空绝热由于需要将绝热空间抽成真空，对于大型的低温液体管道、储罐等应用场合，其技术难度和可行性等方面都存在一定的问题。所以在需要用到低温液体管道、储罐的工程中，广泛采用的是非真空绝热，即用低温绝热材料填充或包扎在低温管道上作为保温层。那么绝热材料和施工工艺就成为低温绝热工程中的关键技术。目前主要使用聚异氰脲酸酯(PIR)作为保温层的绝热材料。

聚异氰脲酸酯硬泡是由一种聚酯多元醇与异氰酸酯反应生成的一种泡沫体系，其原理为：聚异氰脲酸酯是由不同牌号的聚酯多元醇按一定比例的配方混合，加入一定量的催化剂、泡沫稳定剂、阻燃剂等，组成组合聚酯多元醇，再与过量的异氰酸酯(一般过量2-3倍)在聚合催化剂的作用下生成聚异氰脲酸酯。

聚异氰脲酸酯硬泡生产过程中的主要反应为：

(1)异氰酸酯和聚酯多元醇的反应RNCO+R'OH→RNHCOOR’；

(2)异氰酸酯的三聚反应：

(3)低温绝热工艺：用原料进行绝热层的预制。PIR低温绝热结构一般由防锈层，防潮层，保护层等组成。对碳钢、铸铁、铁素体合金钢等材质的管道，清除表面铁锈、油脂及污垢后刷防锈底漆。绝热层由PIR构成，是绝热材料的主体，绝热层绝热材料要预制、切割、拼接、捆绑，(需要多层使拼缝不重叠)、粘结剂的粘结，密封剂的涂抹。

以上存在如下问题：(1)异氰脲酸酯(PIR)发泡反应的原料流动性差，产品脆性大，粘结性不好。(2)PIR有急剧二次发泡的可能，会影响绝热层的性能。(3)反应速度慢，后熟化较晚。(4)工艺范围较窄，(生产温度高于60℃)生产较难控制。(5)由于发泡条件的苛刻，不能采用现场发泡的工艺。(6)PIR需要厂家在车间对绝热层进行预制，使运输量大大增加，运输和搬运的过程中不可避免的造成成品的损坏而废掉，既增加成本又污染了环境。(7)PIR制备原料虽然聚酯多元醇价格较低，但异氰酸酯价格较高，而且反应中异氰酸酯的用量是聚酯多元醇的2-3倍，所以整体价格较高。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供了一种能够承受低温绝热环境的聚氨酯硬泡(PUR)绝热保温层，其特征在于所述的聚氨酯硬泡能够克服普通聚氨酯泡沫在热传递温差很大的情况下易发生收缩、开裂、粉化现象的弊端，适宜作为大型的低温液体管道、储罐等的保温层绝热材料。

一种用于低温绝热管道的聚氨酯硬泡绝热保温层，其特征在于，是由不同特性的聚醚多元醇及聚酯多元醇按一定比例混合，与泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂等助剂及异氰酸酯反应制备得到。

所述聚氨酯硬泡层在生产过程中所涉及的主要反应为：

(1)多种聚醚多元醇与助剂充分混合形成特种组合聚醚多元醇；

(2)特种组合聚醚多元醇与异氰酸酯反应：

本发明的聚氨酯硬泡层的原料如下，按重量份数计：

(1)聚醚多元醇：

杂醇基聚醚多元醇(羟值400-500mgKOH/g) 30-50份，

其它聚醚多元醇(羟值400-420mgKOH/g) 5-25份；

(2)聚酯多元醇(羟值200-400mgKOH/g) 5-20份；

(3)助剂及发泡剂：

交联剂 2-10份，

泡沫稳定剂 2-4份，

催化剂 1-7份，

水 1-6份，

阻燃剂 10-20份，

发泡剂 10-20份；

(4)异氰酸酯 65-140份。

按重量份数计，聚醚多元醇与聚酯多元醇：助剂及发泡剂：异氰酸酯＝1:0.6～1.2:1.3～1.6。

对于配方中所用聚醚多元醇与聚酯多元醇：

所述杂醇基聚醚多元醇(羟值400-500mgKOH/g)是由木糖醇、山梨醇、甘露醇、季戊四醇、卫矛醇、环氧乙烷、环氧丙烷按15:12:7:3:1:4:3的重量比混合，由氢氧化钾做催化剂并在100℃-130℃条件下反应而成的；

所述其它聚醚多元醇(羟值400-420mgKOH/g)选取甘油基环氧乙烷聚醚多元醇、蔗糖基环氧乙烷聚醚多元醇、甘油基环氧丙烷聚醚多元醇、蔗糖基环氧丙烷聚醚多元醇中的两种或三种；