CN108359075B - 一种保温组料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道保温技术领域，具体涉及一种保温组料及其制备方法和应用。保温组料由质量比为1：(1.2‑1.8)的A组分和B组分组成，其中：A组分，按质量份数计，包括组合聚醚多元醇95‑105份，催化剂0.17‑1.3份和发泡剂1‑17份；B组分为多异氰酸酯，将组合聚醚多元醇、催化剂和发泡剂混合均匀形成A组分，A组分和B组分混合均匀制备得到保温组料。制备得到的保温组料流动时间长，发泡倍率高，在填充公称直径大的绝热管道时得到的保温层仍具有很好的保温效果。

Description

一种保温组料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于管道保温技术领域，具体涉及一种保温组料及其制备方法和应用。
背景技术
聚氨酯硬质泡沫是一种性能优异的保温组料，其保温效果是模塑聚苯乙烯泡沫板和挤塑聚苯乙烯泡沫板等材料的3倍以上，其还有良好的耐油性、韧性、耐磨性和耐老化性等特点，因而在建筑保温防水领域得到了广泛的应用，已成为主导市场的保温节能产品之一。利用聚氨酯硬质泡沫制备得到的聚氨酯直埋保温管由于其施工方面、节能腐蚀效果显著而被大量地应用于各种供热、制冷和输油等各种管道。但近年来随着管道生产、施工等技术的进步，以及供热面积的急剧增加，对于更大口径的绝热管道产生了需求，而现有的聚氨酯硬质泡沫的制备方法得到的保温层不能满足公称直径不小于1600mm的绝热管道保温层性能。
例如，中国专利文献CN106366276A公开了一种高密度聚氨酯硬泡材料预制保温管及预制方法，其中高密度聚氨酯保温层包括组合聚醚多元醇100份，匀泡剂2-3份，催化剂1-3份，发泡剂1-3份和多异氰酸酯100-130份，其中白料和多异氰酸酯按1:1-1.3的比例经高压发泡机混和均匀后灌注到预制管道空腔内，使聚氨酯原液在封闭的空间进行自由压力发泡，形成高密度聚氨酯保温层，但该发泡组料的乳白时间为63s，凝固时间为240s，乳白和凝固时间短，代表发泡材料的流动时间短，在填充公称直径大的管道时，发泡材料没有流到预定位置而提前凝固，可能导致形成的保温层内部出现较大空隙，降低保温层的保温效果，加之现有的发泡材料其发泡倍率低进一步提高了出现上述空隙的可能性。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中聚氨酯发泡组料流动时间短、发泡倍率低、在填充公称直径大的管道时，制备得到的保温层保温效果差的缺陷，从而提供一种流动时间长，发泡倍率高，在填充公称直径大的绝热管道时得到的保温层仍具有很好的保温效果的保温组料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种保温组料，由质量比为1：(1.2-1.8)的A组分和B组分组成，其中：所述A组分，按质量份数计，包括组合聚醚多元醇95-105份，催化剂0.17-1.3份和发泡剂1-17份；所述B组分为多异氰酸酯。
所述A组分和所述B组分的质量比为1：(1.3-1.6)。
所述A组分，包括组合聚醚多元醇100份，催化剂0.2-1.2份和发泡剂2-16份。
所述发泡剂为环戊烷8-16质量份。
所述发泡剂为水2-5质量份。
所述催化剂为二甲基苄胺。
所述多异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。
一种制备如上所述的保温组料的方法，包括将组合聚醚多元醇、催化剂和发泡剂混合均匀形成A组分的步骤。
还包括将A组分和所述B组分混合均匀的步骤。
如上所述的保温组料、如上所述制备方法制备得到的保温组料在生产公称直径不小于1600mm的绝热管道的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的保温组料，由质量比为1：(1.2-1.8)的A组分和B组分组成，其中A组分，按质量份数计，包括组合聚醚多元醇95-105份，催化剂0.17-1.3份和发泡剂1-17份，B组分为多异氰酸酯，通过调整各组分之间的配比，延长了保温组料的乳白时间和凝固时间，保证了保温组料具有较长的流动时间，实现了发泡组料在凝固前能够从公称直径不小于1600mm的外护管和内钢管的间隙的一端流动至另一端，且其发泡倍率高，保证了发泡得到的聚氨酯硬质泡沫能够充满公称直径不小于1600mm的外护管和内钢管之间的间隙，进而保证了制备得到的公称直径不小于1600mm管道具有符合标准的保温层。
2.本发明提供的保温组料，采用二甲基苄胺为催化剂、环戊烷为发泡剂时，通过和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯及组合聚醚多元醇的配合，可使制备得到的保温组料的乳白时间控制在64-75s和凝固时间控制在248-280s。
3.本发明提供的保温组料，发泡剂为水或环戊烷，它们为环保、节能发泡体系，符合蒙特利尔协定书对于提到不使用含氟发泡剂的要求。
4.本发明提供的保温组料，环戊烷发泡剂主要是通过A组分和B组分反应产生的大量热量使其迅速气化，从而在聚氨酯中形成细孔或蜂窝状结构的，其通过物理变化实现发泡，相比于水发泡剂，不会产生二氧化碳气体，造成环境的污染，而且其可优化聚氨酯原料混合后的流动时间。
5.本发明提供的保温组料，通过发泡剂和催化剂之间的比例控制，可实现在不同的环境温度下，保温组料均具有合理的乳白时间和凝胶时间，满足公称直径不小于1600mm的绝热管道的发泡要求，且制得的聚氨酯保温层的性能指标满足GB/T 29047-2012标准的要求。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例1中组合聚醚多元醇为美国陶氏Polyol 057；实施例2中组合聚醚多元醇为科思创27HK04C1815；实施例3中组合聚醚多元醇为亨斯迈ME34201-06；实施例4中组合聚醚多元醇为巴斯夫CH2130/2；实施例5-实施例9及对比例1中组合聚醚多元醇均为美国陶氏Polyol 057；多亚甲基多苯基多异氰酸酯为美国陶氏VORACOR PAPI 135。
实施例1
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.2的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇95Kg，二甲基苄胺1.3Kg和环戊烷17Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯135.96Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇95Kg，二甲基苄胺1.3Kg，环戊烷17Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯135.96Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例2
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.8的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇105Kg，二甲基苄胺0.17Kg和水1Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯191.106Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇105Kg，二甲基苄胺0.17Kg，水1Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯191.106Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例3
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.4的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺1.0Kg和环戊烷13Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯159.6Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺1.0Kg，环戊烷13Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯159.6Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例4
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.3的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.2Kg和水2Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯132.86Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.2Kg，水2Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯132.86Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例5
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.6的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺1.2Kg和环戊烷16Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯187.52Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺1.2Kg，环戊烷16Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯187.52Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例6
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.5的A组分和B组分组成，将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.4Kg和水5Kg混合均匀得到A组分，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯158.1Kg，在需要灌注发泡组料的现场将A组分和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯158.1Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例7
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.4的A组分和B组分组成，将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.6Kg和环戊烷8Kg混合均匀得到A组分，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯，在需要灌注发泡组料的现场将A组分和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯152.04Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例8
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.4的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.8Kg和环戊烷10Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯155.12Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基苄胺0.8Kg，环戊烷10Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯155.12Kg混合均匀得到发泡组料。
实施例9
本实施例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.5的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇100Kg，二甲基环己胺0.4Kg和水5Kg，B组分为二甲基环己胺158.1Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇100Kg，二甲基环己胺0.4Kg，水5Kg和多亚甲基多苯基多异氰酸酯158.1Kg混合均匀得到发泡组料。
对比例1
本对比例提供了一种保温组料，由质量比为1:1.7的A组分和B组分组成，A组分包括组合聚醚多元醇90Kg，二甲基苄胺1.5Kg和环戊烷19Kg，B组分为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯187.85Kg，在需要灌注发泡组料的现场将组合聚醚多元醇90Kg，二甲基苄胺1.5Kg，环戊烷19Kg和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯110.5Kg混合均匀得到发泡组料。
实验例1
将实施例1-9和对比例1制备得到的保温组料经高压发泡设备分别灌注于公称直径为1600mm的外护管和内钢管形成的间隙内制备得到聚氨酯保温层，其中高压发泡设备的发泡压力控制在130bar。观察得到的公称直径为1600mm的绝热管道可发现，实施例1-9得到的绝热管道，保温层能够充满外护管和内钢管形成的间隙，且实施例3得到的保温层聚氨酯分布最均匀，填充效果最好，而对比例1得到的绝热管道，保温层未能充满外护管和内钢管形成的间隙。
对实施例1-9和对比例1得到聚氨酯保温层进行了检测，其性能指标如表1所示：
表1
乳白时间(s) 凝胶时间(s) 密度(kg/s) 闭孔率(％) 吸水率(％) 抗压强度(Mpa)
实施例1 75 280 60.21 95.12 3.11 0.32
实施例2 64 248 67.16 93.56 3.23 0.47
实施例3 70 260 65.73 97.34 2.81 0.43
实施例4 65 250 62.16 94.02 3.19 0.34
实施例5 74 275 65.98 95.68 3.06 0.45
实施例6 67 255 65.34 94.96 3.13 0.41
实施例7 73 267 64.12 96.01 3.04 0.35
实施例8 72 263 64.78 96.35 3.02 0.38
实施例9 63 244 64.72 92.69 3.53 0.37
对比例1 58 231 68.32 86.32 5.32 0.42
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (1)

1.保温组料在生产公称直径不小于1600mm的绝热管道的应用；其特征在于，保温组料，由A组分和B组分组成，按质量份数计，其中A组分由组合聚醚多元醇100份、催化剂1.2份和发泡剂16份组成；B组分为4,4’ -二苯甲烷二异氰酸酯187.52份；所述发泡剂为环戊烷；所述催化剂为二甲基苄胺；
保温组料的制备方法包括将组合聚醚多元醇、催化剂和发泡剂混合均匀形成A组分的步骤；还包括将A组分和所述B组分混合均匀的步骤。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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