专利名称：一种耐低温lng保温材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料领域，更具体地说，涉及一种耐超低绝热保温材料及其制备 方法。该材料可应用于液化天然气、液氮、液氧等超低温物质的储存，运输等领 域。
背景技术：
耐超低温硬质聚氨酯泡沫保温材料，是近年来在国内外研究与应用关注较热 的新型材料，在航天，能源，食品，医疗等方面有着巨大的需求，尤其是在LNG 保温材料领域；该材料要求耐超低温性和阻燃性；能有效防止超低温液体的热损 耗。近年来，虽然国内外在这方面己进行了不少的研究，也取得了一定的进展和 成果，但是仍然存在一些技术上的问题。例如，现有专利[ZL03132987.幻，存在 从低温状态到室温或更高温度的耐急剧温度变化范围小，易造成泡孔破裂导热系 数增大，材料使用寿命縮短的缺陷；而专利[200310109202]，虽然是以多元胺为 起始剂的聚醚多元醇，在耐低温性和力学性能上得到了一定的改进，但在低温与 高温相互转变时(热交变)，材料的收縮与膨胀过程对材料的结构造成严重的破 坏，导致性能下降。
发明内容
本发明的目的是针对上述的现有技术所存在的缺陷，利用分子设计的基本原 理，根据环境的要求和工艺情况，发明了一种耐低温LNG保温材料及其制备方法。
为了达到上述的目的，本发明的技术方案是 一种耐低温LNG保温材料，由 混合多元醇，催化剂，匀泡剂，发泡剂，阻燃剂，扩链剂组成的A组分；再与异 氰酸酯类的B组分反应，其中A组分的各个组分质量百分比为
混合多元醇60-97%，
发泡剂 2-15%，
匀泡剂0.5-10%，
阻燃剂 2-15%，
催化剂 0. 1-2%, 扩链剂0. 1-5%。
上所述的混合多元醇是指聚醚多元醇，混合多元醇的组合物，具体比例为苯 胺为起始剂聚醚多元醇占混合多元醇总质量的1/2，山梨糖醇为起始剂及蔗糖为 起始剂的聚醚多元醇各占混合多元醇总质量的1/4。
上所述的发泡剂是一种氢化氯氟化碳系化合物。
上所述的匀泡剂为硅烷类化合物。
上所述的阻燃剂为磷类化合物。
上所述的催化剂为有机锡与胺类的混合物。
上所述的扩链剂为小分子二元醇类物质。
上所述异氰酸酯为含端-NCO基团的物质中的至少一种，其分子结构式特征 为OCN-R-NCO,式中R为小分子或大分子链段,其用量是按其官能团NC0与上述 混合多元醇中的-OH官能团按摩尔量计算，其比例范围在1.0—2.0之间。
为了达到上述的目的，本发明的另一个技术方案是 一种耐低温LNG保温材 料制备方法，其制备步骤为
步骤l、制备A组分，将组成A组分的混合多元醇，催化剂、发泡剂、、匀泡 剂、发泡剂、阻燃剂、扩链剂，按其质量百分比配方后进行混合均匀，注入到发 泡机A罐里贮藏待用；
步骤2、制备B组分，选配符合摩尔比要求的异氰酸酯(OCN-R-NCO)注入到 发泡机B罐里贮藏待用；
步骤3、材料的制备，先启动发泡机，再将A,B两个混合组分放在枪头中充 分混合，最后注入尺寸，大小，形状一定的模具内发泡成型。
本发明的一种耐低温LNG保温材料及其制备方法的有益效果主要体现在
1、 导热系数降低到了0.015 /111上以下；
2、 抗压强度达到了 10Mpa;
3、 可以在-22()Gc低温以上长期使用；
4、 泡孔均匀，大小在90-150 um;
5、 在300'C温度差变化下，材料力学性能保持不变。
本发明的耐低温LNG保温材料具有耐超低温机械性能(适应宽温度范围急速
变化)，阻燃性能好，导热系数低，能有效防止管线和罐体内等超低温液体的热 损耗。可广泛应用于航天，能源，食品，医疗等方面。
具体实施例方式
实施例h
一、配比
A组分配合物的比例如下
1、 混合多元醇 73%，
2、 发泡剂 2%,
3、 硅烷类的匀泡剂 3%，
4、 含磷类的阻燃剂 15%，
5、 混合催化剂 2%，
6、 扩链剂 5%;
B组分异氰酸酯(MDI) NC 0 / OH摩尔比例为1.05 : 1 。
二、制备
将以上1至6各组分混合均匀存于发泡机A料罐内；将异氰酸酯(MDI)存 于发泡机B料罐内；将上述诸物质发泡机混合均匀后在40度的模具内模压成型。
其有益效果除在-22(TC低温以上，30(TC温差变化下，长期使用力学性能 保持不变外，且发泡速度快，力学性能较高压縮强度可达38Mpa，导热系数为 0.015w/m.k，泡孔平均大小为150um。
实施例2:一、配比
A组分配合物的比例如下
1、 混合多元醇 81%，
2、 发泡剂 2%，
3、 硅烷类的匀泡剂 10%,
4、 含磷类的阻燃剂 5%，
5、 混合催化剂 0.5%,
1.5%。
NC 0 / OH摩尔比例为1:1。
6、扩链剂 B组分异氰酸酯(MDI) 二、制备方法同实施例1。
其有益效果除在-22(TC低温以上，30(TC温差变化下 保持不变外，压縮强度可达25Mpa,导热系数为O.OllwZm.k u m。
长期使用力学性能 泡孔平均大小为90
实施例3:
一、 配比
A组分配合物的比例如下
1、 混合多元醇
2、 发泡剂
3、 硅烷类的匀泡剂
4、 含磷类的阻燃剂
5、 混合催化剂
6、 扩链剂
B组分异氰酸酯(MDI) NCO / OH比例为1.05 : 1<
二、 制备方法同实施例l。
其有益效果除在-22(TC低温以上，30(TC温差变化下，长期使用力学性能 保持不变外，力学、导热综合性能较好，压縮强度可达30Mpa且导热系数为 0.012w/m.k，泡孔平均大小为110um。
97%， 1.3%， 0. 5%, 1%， 0. 1%， 0. 1%。
NC 0 / 0 H比例为1.05
实施例4:
一、配比
A组分配合物的比例如下
1、 混合多元醇
2、 发泡剂
3、 硅烷类的匀泡剂
4、 含磷类的阻燃剂
76%, 15%， 2%， 10%，0. 5%,
1. 5%。
NC O / OH比例为2
5、 混合催化剂
6、 扩链剂
B组分异氰酸酯(MDI) N C O / O H比例为2:1,
二、制备方法同实施例l。
其有益效果除在-220'C低温以上，30(TC温差变化下，长期使用力学性能 保持不变外，导热系数小仅为0.010w/m.k，泡孔平均大小为130um,压縮强度 为讓pa。
实施例5:
一、 配比
A组分配合物的比例如下
1、 混合多元醇
2、 发泡剂
3、 硅垸类的匀泡剂
4、 含磷类的阻燃剂
5、 混合催化剂
6、 扩链剂
B组分:异氰酸酯(MDI)
二、 制备方法同实施例l。
其有益效果除在-22(TC低温以上，30(TC温差变化下，长期使用力学性能 保持不变外，导热系数小仅为0.011w/nfC,泡孔平均大小为150um，压縮强度 为15Mpa，且-20(TC低温下的抗冲击性能好，不易脆裂。
所述实施例仅用于说明本技术方案，并不用于限制本发明。
60%,
15%,
4%,
15%，
0. 5%，
1.5%。
N C O / 0 H比例为1.1: 1。
权利要求
1.一种耐低温LNG保温材料，其特征是由混合多元醇，催化剂，匀泡剂，发泡剂，阻燃剂，扩链剂组成的A组分，再与异氰酸酯类的B组分反应；其中A组分的组成组分的质量百分比含量为混合多元醇 60-97％，发泡剂 2-15％，匀泡剂 0.5-10％，阻燃剂 2-15％，催化剂 0.1-2％，扩链剂 0.1-5％。
2、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的混 合多元醇是指聚醚多元醇，混合多元醇的组合物，具体比例为苯胺为起始剂聚醚 多元醇占混合多元醇总质量的1/2，山梨糖醇及蔗糖为起始剂的聚醚多元醇各占 混合多元醇总质量的1/4。
3、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的发 泡剂为氢化氯氟化碳系化合物。
4、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的匀 泡剂为硅垸类化合物。
5、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的阻 燃剂为磷类化合物。
6、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的催 化剂为有机锡与胺类的混合物。
7、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述的扩 链剂为小分子二元醇类物质。
8、 根据权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料，其特征是所述异氰 酸酯类的B组分为含端-NC0基团的物质中的至少一种；其分子结构式为 0CN-R-NC0，式中R为小分子或大分子链段；其用量是按其官能团NC0与混合多 元醇中的-0H官能团按摩尔量计算，其比例范围在1. 0—2. 0之间。
9、 制备权利要求1所述的一种耐低温LNG保温材料的方法，其特征是包括以下步骤步骤l、制备A组分，将组成A组分的混合多元醇，催化剂、发泡剂、、匀泡 剂、发泡剂、阻燃剂、扩链剂，按其质量百分比配方后进行混合均匀，注入到发泡机A罐里贮藏待用；步骤2、制备B组分，选配符合摩尔比要求的异氰酸酯(OCN-R-NCO)注入到 发泡机B罐里贮藏待用；步骤3、材料的制备，先启动发泡机，再将A，B两个混合组分放在枪头中充 分混合，最后注入尺寸，大小，形状一定的模具内发泡成型。
全文摘要
本发明公开了一种耐低温LNG保温材料及其制备方法，该材料是由混合多元醇为60-97％，催化剂为0.1-2％，匀泡剂为0.5-10％，发泡剂为2-15％，阻燃剂为2-15％，扩链剂为0.1-5％组成的A组分；再与异氰酸酯类的B组分反应制备而获得。该材料可以在-220℃以上的低温下长期使用，具有良好的保冷和机械性能，可适应300℃以上温差范围急速变化，具有高阻燃性，导热系数小，能有效防止超低温液体的热损耗，为环保节能，无污染的高性能保温、保冷材料。
文档编号C08K3/32GK101357979SQ200810021989
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月20日 优先权日2008年8月20日
发明者张天财, 高延敏 申请人:江苏科技大学