CN105924714A - 一种柔性低温深冷绝热材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性低温深冷绝热材料，由以下质量百分比的原料组成：合成橡胶20％、无机填料40％、阻燃剂15％、石蜡油10％、发泡剂10％、润滑油4％、橡胶促进剂1％；本发明制备的柔性低温深冷绝热材料能持续有效防止结露，具有低导热系数和高抗水汽渗透能力，能长期减少能耗和抵御水汽渗透；精细发泡技术构成了阻止水汽渗透的连续屏障，具备了持续的防潮性能；绝热性能稳定可靠，具有防结露、防火安全、防霉抗菌、吸音降噪方面的功效；采用本发明柔性低温深冷绝热材料制备的管材和板材，阻燃等级达到B1级，应用范围广阔。

Description

一种柔性低温深冷绝热材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体是一种柔性低温深冷绝热材料。
背景技术
现在用于LNG船舶和储罐的绝热材料主要是聚氨酯泡沫和泡沫玻璃，但是聚氨酯泡沫塑料最大的缺点低温下尺寸稳定性差，容易变形开裂且施工不便，对于在LNG船舶上的应用具有一定危险性，而泡沫玻璃的热导率比较高，且价格昂贵，美国的NASAAmes曾开发出一种比较实用的纳米孔绝热材料，采用硅酸铝耐火纤维-二氧化硅气凝胶复合块体材料，但是该材料纤维较粗，体积密度较大，导热系数也无法达到理想程度，且存在安装不便，且在-200℃的低温条件下仍存在易玻璃化的风险，影响使用安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止结露、导热系数低、抗水汽渗透能力强的柔性低温深冷绝热材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种柔性低温深冷绝热材料，由以下质量百分比的原料组成：合成橡胶20％、无机填料40％、阻燃剂15％、石蜡油10％、发泡剂10％、润滑油4％、橡胶促进剂1％。
作为本发明进一步的方案：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、HFC-245FA中的一种或两种。
作为本发明再进一步的方案：所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑中的一种或两种。
作为本发明再进一步的方案：所述无机填料为滑石粉、陶土、碳酸钙、硅酸钙中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：所述橡胶促进剂为秋兰姆类、噻唑类、次磺酰胺类、黄原酸盐类、胍类促进剂中的一种或几种。
作为本发明再进一步的方案：制备得到的单烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-60℃；制备得到的双烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-90℃；制备得到的烯烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-200℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是持续有效防止结露的专业柔性绝热材料；低导热系数和高抗水汽渗透能力的结合使该产品能长期减少能耗和抵御水汽渗透；精细发泡技术构成了阻止水汽渗透的连续屏障，得益于无数独立的闭泡结构，使本发明在整个厚度方向上具备了持续的防潮性能；在具备稳定可靠的绝热性能和品质的同时，进一步提升了材料在防结露、防火安全、防霉抗菌、吸引降噪方面的功效；可制成管材和板材，阻燃等级达到B1级(GB 8624)；可广泛应用于LNG冷能利用、LNG液化工厂、LNG加气站、天然气处理站、中石化依稀化工厂应用，氮工厂应用、低温绝热系统采用金属外护；煤制天然气、煤制甲醇、合成氮、LNG运输船内部管道，煤层气液化管道。
附图说明
图1为本发明的柔性低温深冷绝热材料导热系数随温度变化曲线图。
图2为聚异三聚氰酸酯导热系数随温度变化曲线图。
图3为本发明中柔性低温深冷绝热材料与聚异三聚氰酸酯运行十年冷损变化曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种柔性低温深冷绝热材料，由以下质量百分比的原料组成：合成橡胶20％、无机填料40％、阻燃剂15％、石蜡油10％、发泡剂10％、润滑油4％、橡胶促进剂1％。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、HFC-245FA中的一种或两种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑中的一种或两种；所述无机填料为滑石粉、陶土、碳酸钙、硅酸钙中的一种或几种；所述橡胶促进剂为秋兰娒类、噻唑类、次磺酰胺类、黄原酸盐类、胍类促进剂中的一种或几种。
采用以上原料比制备得到的单烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-60℃；制备得到的双烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-90℃；制备得到的烯烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-200℃。
本发明制备的柔性低温深冷绝热材料能用于-200℃的深冷管线，优化了低温下机械及保冷性能，兼顾绝热层，提供低温下良好弹性和机械强度；提供优异的绝热和抗水汽渗透性能，避免材料玻璃化；具备内在抗冲击特性；广泛吸收和分散外接应力；避免出现应力集中导致的材料开裂现象；避免出现硬质发泡材料因撞击导致的低温下开裂现象；氧指数高≥32％，燃烧无滴漏物、离火自熄灭、无火焰传播。
请参阅图1～2，本发明制备的柔性低温深冷绝热材料导热系数低，在深冷环境下，导热系数呈线性陡降趋势，与聚异三聚氰酸酯导热系数实际非常接近，因此液化天然气管路选型厚度也接近；柔性低温深冷绝热材料与保冷常用PIR参数对比如以下各表：
表1柔性低温深冷绝热材料与聚异三聚氰酸酯的透湿性和水蒸汽渗透率对比
由上表可以看出，本发明柔性低温深冷绝热材料的湿阻因子显著大于聚异三聚氰酸酯，水蒸汽渗透率显著低于聚异三聚氰酸酯，表明本发明的柔性低温深冷绝热材料透湿性更强。
分别对柔性低温深冷绝热材料与聚异三聚氰酸酯在-165℃下持续进行四个月的性能测试，测试结果如表2所示：
表2柔性低温深冷绝热材料与聚异三聚氰酸酯在-165℃下持续进行四个月的性能测试结果
由上表可以看出，本发明的柔性低温深冷绝热材料试验前后样品密度几乎不变化，而聚异三聚氰酸酯材料则扩大将近一倍，试验后增重达到100％。
请参阅图3，测试柔性低温深冷绝热材料与聚异三聚氰酸酯运行十年冷损变化：试验条件环境温度为33.5℃；相对湿度为83％、介质温度为零下100℃、管道尺寸为DN200；表明本发明的柔性低温深冷绝热材料运行十年基本无冷损，而聚异三聚氰酸酯在运行第二年以后冷损则会陡势上升，表明本发明的稳定性呢耐用性更高。
本发明柔性低温深冷绝热材料与保冷泡沫泡沫玻璃参数对比如下表所示：
性能 泡沫玻璃 柔性低温深冷绝热材料
抗水汽渗透性能 需依赖额外防潮层 优异，既是保冷层又是防潮层
导热系数(0℃) 0.04-0.055 0.030-0.034
防火性能 不燃、但仍需采用可燃类粘结剂和玛蹄脂 难燃类，氧指数≥32％
可施工性 很差，损耗可高达35％ 成型管套及成卷板材，柔软易施工
膨胀伸缩缝 严格施工需设置膨胀伸缩缝 弹性伸缩材料无需设置伸缩缝
保护管道抵抗机械撞击 脆性材料易碎 好，弹性系统可有效吸收和分散应力
材料的重复利用性 拆卸时易破碎，无法利用 可部分重复使用
环保性 施工时大量产尘 无粉尘
由上表可知，与传统保冷材料比较，在达到同样的保冷效果的同时，本发明的厚度最多降低60％左右，施工费用降低40％左右，并能正常运行至少10年以上；安装无需伸缩缝、无需火及电、无损耗；运用独有的ACMF精控微发泡生产工艺，使产品各项物理性能达到了更好更稳定的平衡状态；可用于温度范围-200℃-+125℃的管线或设备的保冷绝热，特别适合用于液化天然气(-165℃)管线的保冷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：合成橡胶20％、无机填料40％、阻燃剂15％、石蜡油10％、发泡剂10％、润滑油4％、橡胶促进剂1％。
2.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、HFC-245FA中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，所述无机填料为滑石粉、陶土、碳酸钙、硅酸钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，所述橡胶促进剂为秋兰娒类、噻唑类、次磺酰胺类、黄原酸盐类、胍类促进剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，制备得到的单烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-60℃；制备得到的双烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-90℃；制备得到的烯烃类柔性低温深冷绝热材料的最低使用温度为-200℃。
7.根据权利要求1所述的柔性低温深冷绝热材料，其特征在于，采用ACMF精控微发泡生产工艺。
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