CN103709727A - 深冷用pir型高阻燃绝热材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

深冷用PIR型高阻燃绝热材料及其制备方法，由A组分和B组分构成，其中A组份由阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、去离子水、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂和阻燃剂组成；B组份为多甲基多苯基多异氰酸酯。本发明A组分料生产过程简单，无三废排放，操作工艺简单，不需要额外添加阻燃剂，简化生产工艺。利用FEA-1100发泡剂，在达到环保目的的同时，实现了制品相对低密度条件下较好的低温尺寸稳定性、较高的阻燃等级（氧指数≥30）、较高的抗凝露性能，制品中不含氯离子，减少对管线的腐蚀，延长使用寿命等关键技术问题，各项指标达到标准要求。

Description

深冷用PIR型高阻燃绝热材料及其制备方法

技术领域

本发明属于化学合成的聚氨酯泡沫塑料领域，具体涉及深冷用PIR型高阻燃绝热材料及其制备方法。

背景技术

PIR全称Polyisocyanurate Foam，中文名称聚异氰脲酸脂，PIR是一种新型的深冷绝热材料，它具有导热系数小、冷缩率低、适应性强等特点，被广泛应用于液化天然气、医药、化工设备及超低温管道保温。

目前，我国深冷绝热领域应用范围比较广泛，液氮管线、LNG输送等清洁能源领域逐步的发展起来，随着本行业的快速发展，深冷用PIR型高阻燃绝热材料用途会更加的广泛。目前，在深冷绝热应用过程中，出现在低温条件下泡沫体变形，输送管外壁凝露等问题，同时为了达到PIR泡沫比较高的阻燃级别，常常需要额外添加阻燃剂，造成生产工艺的复杂化，影响生产效率。同时，常规阻燃剂里面含有氯离子，长时间的使用后，会对输送管线造成腐蚀，降低管道使用寿命。

现在市售常规PIR型绝热材料对使用环境要求比较苛刻，由于聚酯、催化剂、阻燃剂等原料选择不当，造成制品低温尺寸稳定差、使用寿命短等问题，同时，常规产品A组分通常使用HCFC-141B（一氟二氯乙烷）发泡剂，该发泡剂本身含有氯离子，会对输送管线有腐蚀作用，降低管线使用寿命，同时，该发泡剂还破坏大气臭氧层，影响环境，目前，国家已经在逐渐淘汰该发泡剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热系数小、冷缩率低、适应性强的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，同时提供了其简单、易操作的制备方法。

本发明所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，由A组分和B组分构成，其中：A组分由以下重量百分数的原料组成：

B组分为：

多甲基多苯基多异氰酸酯；

所述的聚酯多元醇为阻燃改性芳烃聚酯多元醇，粘度为13000～17000mpa.s/25℃，酸值≤2.0mgKOH/g；优选CF-6255（江苏富盛新材料有限公司）。

所述的聚醚多元醇为4.6官能度，数均分子量为500～700的聚环氧丙烷醚多元醇；优选SU-450L（蓝星东大）

A组分与B组分的重量比为100∶150～155。

所述的泡沫稳定剂为B8545（赢创德固赛）或L-6920的一种。

水优选去离子水。

所述的催化剂由叔胺类催化剂、胺类三聚催化剂和有机复合催化剂组成，叔胺类催化剂占催化剂总质量的28%～34%，胺类三聚催化剂占催化剂总质量26%～32%，有机复合催化剂占催化剂总质量40%～45%。

叔胺类催化剂优选PC8（N，N-二甲基环己胺）和BA（N，N-二甲基环苄胺）以2∶5～7的质量比混合。

胺类三聚催化剂优选TMR-2。

有机复合催化剂优选TXP-508。

所述的发泡剂为FEA-1100（1，1，1，4，4，4-六氟丁烯，杜邦公司）。

所述的阻燃剂为卤代磷酸酯类反应型阻燃剂，优选FR-631（瑞诺化工）。

本发明所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）A组分的制备方法为：将聚酯多元醇、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、水、催化剂、发泡剂和阻燃剂，在常温下混合，搅拌0.5～1.5小时，即可装桶；

（2）B组分为多甲基多苯基多异氰酸酯；

（3）使用时，将A、B组分混合均匀即可制成深冷用PIR型高阻燃绝热材料。

有现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）A组分料是在常温下进行生产，既节约能源又减少设备能耗及繁琐的操作；

（2）由A、B组分料经发泡设备生产深冷用PIR型高阻燃绝热材料的工艺简单，易操作，无破坏大气层气体挥发，产品质量稳定，生产成本低；

（3）利用FEA-1100（1，1，1，4，4，4-六氟丁烯）发泡剂制作深冷用PIR型高阻燃绝热用组合聚醚，在达到环保目的的同时，实现了制品相对低密度条件下较好的低温尺寸稳定性、较高的阻燃等级（氧指数≥30）、较高的抗凝露性能，制品中不含氯离子，减少对管线的腐蚀，延长使用寿命等关键技术问题，各项指标达到标准要求。

（4）经检测，深冷用PIR型高阻燃绝热材料可以达到以下指标要求：

导热系数：≤0.024W/(m.k)

压缩强度：≥200kpa

吸水率：≤3%

闭孔率：≥88%

低温尺寸稳定性（-80℃）：±1.0%

氧指数：≥30

性能完全达到相关标准规定的性能要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

制备100公斤A组份料，需要称量以下原料：聚酯CF-6255：50公斤，聚醚SU-450L：10公斤，泡沫稳定剂B8545：1.5公斤，去离子水：2.0公斤，PC8（N，N-二甲基环己胺）：0.2公斤，BA（N，N-二甲基环苄胺）：0.5公斤，TMR-2：0.8公斤，TXP-508：1.0公斤，发泡剂：FEA-1100（1，1，1，4，4，4-六氟丁烯）20公斤，阻燃剂：FR-631：14公斤，将称量好的各种原料装入反应釜中搅拌1小时，取出进行检验，满足设定发泡参数，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。

将A、B组份料按A∶B=100∶150重量配比经发泡设备混合均匀，制成深冷用PIR型高阻燃绝热材料，测试制品指标如下：

导热系数：0.019W/(m.k)

压缩强度：243kpa

吸水率：1.4%

闭孔率：92%

低温尺寸稳定性（-80℃）：-0.22%

氧指数：32.2%

性能完全达到标准规定的性能要求。

实施例2：

制备100公斤A组份料，需要称量以下原料：聚酯CF-6255：45公斤，聚醚SU-450L：13公斤，泡沫稳定剂B8545：1.3公斤，去离子水：2.0公斤，PC8（N，N-二甲基环己胺）：0.2公斤，BA（N，N-二甲基环苄胺）：0.7公斤，TMR-2：0.7公斤，TXP-508：1.1公斤，发泡剂：FEA-1100（1，1，1，4，4，4-六氟丁烯）22公斤，阻燃剂：FR-631：14公斤，将称量好的各种原料装入反应釜中搅拌1小时，取出进行检验，满足设定发泡参数，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。

将A、B组份料按A∶B=100∶155重量配比经发泡设备混合，制成深冷用PIR型高阻燃绝热材料，测试制品指标如下：

导热系数：0.020W/(m.k)

压缩强度：231kpa

吸水率：1.5%

闭孔率：91%

低温尺寸稳定性（-80℃）：-0.23%

氧指数：31.5%

性能完全达到标准规定的性能要求。

实施例3：

制备100公斤A组份料，需要称量以下原料：聚酯CF-6255：45公斤，聚醚SU-450L：12公斤，泡沫稳定剂B8545：1.5公斤，去离子水：2.0公斤，PC8（N，N-二甲基环己胺）：0.2公斤，BA（N，N-二甲基环苄胺）：0.5公斤，TMR-2：0.8公斤，TXP-508：1.0公斤，发泡剂：FEA-1100（1，1，1，4，4，4-六氟丁烯）21公斤，阻燃剂：FR-631：16公斤，将称量好的各种原料装入反应釜中搅拌1小时，取出进行检验，满足设定发泡参数，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。

将A、B组份料按A∶B=100∶152重量配比经发泡设备混合，制成深冷用PIR型高阻燃绝热材料，测试制品指标如下：

导热系数：0.020W/(m.k)

压缩强度：251kpa

吸水率：1.4%

闭孔率：92%

低温尺寸稳定性（-80℃）：-0.20%

氧指数：32%

性能完全达到标准规定的性能要求。

Claims (7)

1.一种深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，由A组分和B组分构成，其中：

A组分由以下重量百分数的原料组成：

B组分为：

多甲基多苯基多异氰酸酯；

所述的聚酯多元醇为阻燃改性芳烃聚酯多元醇，粘度为13000～17000mpa.s/25℃，酸值≤2.0mgKOH/g；

所述的聚醚多元醇为4.6官能度，数均分子量为500～700的聚环氧丙烷醚多元醇。

2.根据权利要求1所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，A组分与B组分的重量比为100∶150～155。

3.根据权利要求1所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为B8545或L-6920的一种。

4.根据权利要求1所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，所述的催化剂由叔胺类催化剂、胺类三聚催化剂和有机复合催化剂组成，其中叔胺类催化剂占28%～34%，胺类三聚催化剂占26%～32%，有机复合催化剂占40%～45%。

5.根据权利要求1所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，所述的发泡剂为FEA-1100。

6.根据权利要求1所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料，其特征在于，所述的阻燃剂为卤代磷酸酯类反应型阻燃剂。

7.一种权利要求1-6任一所述的深冷用PIR型高阻燃绝热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）A组分的制备方法为：将聚酯多元醇、聚醚多元醇、泡沫稳定剂、水、催化剂、发泡剂和阻燃剂，在常温下混合，搅拌0.5～1.5小时，即可装桶；

（2）B组分为多甲基多苯基多异氰酸酯；

（3）使用时，将A、B组分混合均匀即可制成深冷用PIR型高阻燃绝热材料。