专利名称：一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法。
背景技术：
在海洋能源尤其是石油、天然气的开采中，为防止海下低温引起的天然气水合物和石油蜡状物的形成而堵塞管道，造成事故的发生，油气输送管道必须采用具有一定厚度保温防护层的管道进行输送，而此类管道主体的防护、保温及防腐层是在工厂内由专用设备预制完成，其防护层及保温防腐层的质量比较可靠。因此，在海洋现场铺设过程中，接口的防护与填充则是保障海底管道安全运行的关键。
早期的海底保温管道接口处的填充，主要采用浙青玛蹄脂+砂石混合浇注工艺，加工成形过程中需要加热到200°C以上，这样会易引起防腐层烧伤或燃烧，且施工环境烟雾大，产生有害气体、污染环境，对海水及海洋生物也构成威胁，而且补口材料强度低(1.5 5MPa)，影响管道的整体保温效果，难以保证海底管道的安全运行，目前在局部海域已禁止使用。
目前，国外广泛应用的是聚氨酯接头技术，但这种接头技术(尤其是接头材料的配制)只有少数国外几家公司掌握。国内关于管道的接口技术主要集中在管道接口的防腐保温结构设计，如200520103653.9,200520026468.4。关于海底管道现场接口用非发泡聚氨酯节点材料的配制所公开的专利较少，专利201210258634.8公布了一种海底管道接头的全水开孔硬质聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫塑料导热系数较低，保温效果好，但闭孔率达不到100%,造成材料吸水率高，抗压强度低，不适合深海湿式保温管道接口的防护应用。发明内容
本发明的目的是提供一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法。
本发明所提供的一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料，它由组分A和组分B制成；
所述组分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、扩链剂和催化剂组成；
所述组分B为改性异氰酸酯或其衍生物，所述组分B中，NCO的质量百分含量为10 30% ；
所述组分A与所述组分B的质量比为0.25 4:1。
上述的聚氨酯节点材料中，所述组分B中NCO的质量百分含量可为19% ；
所述组分A与所述组分B的质量比具体可为0.77 0.85:1、0.77:1、0.78:1或0.85:1。
上述的聚氨酯节点材料中，所述组分A中，所述聚醚多元醇、所述聚硅氧烷多元醇、所述扩链剂与所述催化剂的质量比可为30 130:2 30:5 30:0.001 4，具体可为 280 332.5:17.5 52.5:79.03 116.91:2.85，如 297.5:52.5:85.17:2.85,332.5:17.5:83.17:2.85,280:70:82.77:2.85,332.5:17.5:116.91:2.85 或 315:35:79:2.85。上述的聚氨酯节点材料中，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇I和聚醚多元醇II组成，所述聚醚多元醇I的轻值为8 100mgK0H/g,如50 60mgK0H/g,所述聚醚多元醇 II 的羟值为 100 200mgK0H/g，如 160 175mgK0H/g ；所述聚醚多元醇I与所述聚醚多元醇II的质量比为20 80:20 55，具体可为20 42:20 24.5,35.5:21、42:24.5、1:1 或 38.5:24.5。上述的聚氨酯节点材料中，所述聚醚多元醇I可为聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)及它们的共聚醚中的一种或多种；所述聚醚多元醇II可为棕榈油多元醇、大豆油基多元醇、蓖麻油基多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇和以3官能度小分醇或醇胺或4官能度小分子醇为起始剂、环氧乙烷/环氧丙烷为聚合单体的聚醚多元醇中的一种或多种。上述的聚氨酯节点材料中，所述聚娃氧烧多元醇的轻值为45 100mgK0H/g,如40 50mgK0H/g ；所述聚硅氧烷多元醇的结构式如式I所示，
权利要求
1.一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料，其特征在于:所述聚氨酯节点材料由组分A和组分B制成； 所述组分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、扩链剂和催化剂组成； 所述组分B为改性异氰酸酯或其衍生物，所述组分B中，NCO的质量百分含量为10 30% ； 所述组分A与所述组分B的质量比为0.25 4:1。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述组分A中，所述聚醚多元醇、所述聚硅氧烷多元醇、所述扩链剂与所述催化剂的质量比为30 130:2 30:5 30:0.001 4。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述聚醚多元醇由聚醚多元醇I和聚醚多元醇II组成， 所述聚醚多元醇I的羟值为8 100mgK0H/g，所述聚醚多元醇II的羟值为100 200mgK0H/g ； 所述聚醚多元醇I与所述聚醚多元醇II的质量比为20 80:20 55。
4.根据权利要求3所述的聚氨 酯节点材料，其特征在于:所述聚醚多元醇I为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇及它们的共聚醚中的一种或多种； 所述聚醚多元醇II为棕榈油多元醇、大豆油基多元醇、蓖麻油基多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇和以3官能度小分醇或醇胺或4官能度小分子醇为起始剂、环氧乙烷/环氧丙烷为聚合单体的聚醚多元醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述聚硅氧烷多元醇的羟值为45 100mgK0H/g ； 所述聚硅氧烷多元醇的结构式如式1所示，
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述扩链剂为1，4- 丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1，4-环己二醇、氢化双酚A、l，6-己二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺、3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷或其衍生物、对苯二酚双(2-羟乙基)醚或其衍生物、间苯二酚双(2-羟乙基)醚或其衍生物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述催化剂为有机胺类催化剂或其盐、I, 8- 二氮杂双环(5，4，0)i^一碳烯-7或其有机盐或有机金属类催化剂。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯节点材料，其特征在于:所述组分B为脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、聚异氰酸酯或异氰酸酯预聚体；所述芳香族异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
9.权利要求1-8中任一项所述聚氨酯节点材料的制备方法，包括如下步骤:将所述聚醚多元醇和聚硅氧烷多元醇的混合物进行真空干燥；然后向经干燥后的所述混合物中加入所述扩链剂和所述催化剂，得到所述组分A ； 将所述组分B加入至所述组分A中，经混合均匀后浇注至管道接口的套管模具中，固化后经脱模即得所述聚氨酯节点材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于:所述真空干燥的温度为80 120°C，时间为I 4小时； 向所述组分A中加入所述组分B时，所述组分A和所述组分B的温度均为10 60°C ; 所述浇注的步骤中，所述管道接口的套管模具的温度为40 150°C。
全文摘要
本发明公开了一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料。所述聚氨酯节点材料由组分A和组分B制成；所述组分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、扩链剂和催化剂组成；所述组分B为改性异氰酸酯或其衍生物，所述组分B中，NCO的质量百分含量为10～30%；所述组分A与所述组分B的质量比为0.25～41。本发明具有如下有益效果1、所用催化剂无汞，环保，流动期长，后期固化快。2、生产周期短，模具温度低，适用于海上现场浇注作业。3、制品为含硅材料，具有较低的吸水率，具有耐海水腐蚀性。
文档编号C08G18/66GK103214648SQ201310159748
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月3日 优先权日2013年5月3日
发明者曹静, 周巍伟, 张晓灵, 沙勇, 杨加栋, 李新仲, 谢彬, 张 杰, 李丽玮, 霍娜丽, 吴文通, 周长江, 杜宝银 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院