[发明专利]一种低温储运及应用设备用深冷绝热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温储运及应用设备用深冷绝热材料及其制备方法，该深冷绝热材料由增强纤维、填料与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，按重量份数计：增强纤维50～60份、填料0.1～20份、聚氨酯硬泡发泡料20～49.9份。所述深冷绝热材料制备方法：将增强纤维与填料按比例配制成混合物，向混合物中加入聚氨酯硬泡发泡料，充分混合后浇注，经固化成型，得到深冷绝热材料。所述深冷绝热材料整体密度80～200kg/m³，平均温度‑170℃下导热系数≤22.0mW/(m·K)，在‑170℃下压缩强度≥1.5MPa，拉伸强度≥0.6MPa，燃烧性能等级不低于GB8624‑2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的B1级。

技术领域

本发明属于聚氨酯复合材料领域，具体涉及一种低温储运及应用设备用深冷绝热材料及其制备方法。

背景技术

政策的扶持、技术的成熟和市场的快速增长，使得以液化天然气(LNG)为主的低温储运及应用设备持续快速发展。随着能源紧缺的日益加剧和环保要求的日益提高，国家开始大力实施节能减排政策。LNG替代柴油等传统燃料的技术成熟度较高，节能环保效果显著，具有较高的经济性和广阔的市场发展空间。

由于天然气产地远离能源消耗区，往往不能得到有效利用，因此，天然气的运输、储存显得尤为重要。目前，几何容积在500m³以上的LNG储运设备一般采用普通堆积绝热技术制作，500m³以下的低温储运设备一般采用真空绝热技术设计和制造。在绝热方式上，LNG运输船、管道一般采用普通堆积绝热技术制作。普通堆积绝热是在低温容器外表面裹上绝热的材料，常用的堆积绝热材料有固体泡沫型、粉末型及纤维型等，例如聚氨酯、酚醛、聚酰亚胺等泡沫塑料及粒装的膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶等。热导率最小的硬质聚氨酯泡沫塑料是深冷绝热最好的材料，然而对于低温储运及应用设备，绝热材料还需要提供足够的机械强度来保证一定的稳定性，通常使用的硬质聚氨酯泡沫具有相当高的密度，或者包含增强材料。此外聚氨酯是易燃材料，用在氧气冷凝或发生泄漏的地方是危险的，因此一般需要通过增强改性来满足使用要求。

专利EP1698649公开了一种用于液化天然气运输船的绝热聚氨酯泡沫的制备，采用水作为发泡剂，材料的热导率较高，并且在一定的纤维时间下反应混合物的发泡速度快，使得玻璃纤维毡很难均匀分布。

专利CN101578312B公开一种用于液化天然气罐绝热的水发泡硬质泡沫，包含增强玻璃纤维毡，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。生产效率低，工艺实现难度大。

专利201610089464.3公开了一种高阻燃型玻纤增强硬质聚氨酯超低温保温材料，采用6～8层连续玻纤毡，连续玻纤毡的表面含有0.5～1.5％的偶联剂，玻璃纤维的表观密度为400～450g/m²。玻璃纤维毡很难均匀分布，难以工业化生产。

而专利CN101235128A、CN101191010A公开的连续纤维增强聚氨酯泡沫材料，以及专利CN101781395A公开的短玻纤粉末增强的聚氨酯保温材料不用于超低温环境下的保冷。

因此，当前需要研究开发一种机械强度高、低导热、阻燃的深冷绝热材料，满足低温储运及应用设备的应用要求。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明提供一种机械强度高、低导热、阻燃的低温储运及应用设备用深冷绝热材料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种低温储运及应用设备用深冷绝热材料，是由增强纤维、填料与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：增强纤维50～60份、填料0.1～20份、聚氨酯硬泡发泡料20～49.9份；

所述增强纤维为长度为5～10mm的纤维短切丝；

所述填料为粒径为80～3000目的无机粒子；