专利名称：：用于lng船保温管的填充材料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于材料领域，更具体地说，涉及一种用于LNG船保温管的填充材料及其制备方法。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，特点适合LNG船和LNG岸站相关配套体系的保温绝缘。
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。在LNG施工中，为防止热胀冷縮，管壳之间留出一定的空隙，为了保证绝热，需要将留有的空隙部位，采用填充材料密封绝缘，但目前使用的密封材料固化速度较慢，抗冲击性能差，热胀系数与基材差别大，容易产生开裂。
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，发明了一种用于LNG船保温管的填充材料及其制备方法。为了实现上述的目的，本发明的技术方案是一种用于LNG船保温管的填充材料，该材料由混合多元醇，催化剂，匀泡剂，发泡剂，阻燃剂，扩链剂，珍珠岩组成的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60-85%，发泡剂2-15%，匀泡剂0.5-5%，阻燃剂2-15%,催化剂0.1-2%，扩链剂1-5%，珍珠岩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4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氟氯化烃发泡剂。上所述的匀泡剂为硅垸类匀泡剂。上所述的阻燃剂为磷类阻燃剂。上所述的催化剂为有机锡与胺类的混合物，有机锡与胺类混合质量比为1:50。上述所述的扩链剂其结构特征是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与上述混合多元醇中的-0H官能团按摩尔量计算，其比例范围在1.0—2.0之间。为了达到上述的目的，本发明的另一个技术方案是一种用于LNG船保温管的填充材料的制备方法，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，珍珠岩，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(0CN-R-NC0)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，最后注入管壳缝隙处发泡成型。本发明的一种用于LNG船保温管的填充材料及其制备方法的有益效果主要体现在1、固化速度快；10-30秒内固化；2、导热系数降低到了0.015w/m,k以下；3、柔韧性好，抗冲击强度最高可达到l.lkJ/m2;4、可以在-22()Gc低温以上长期使用；5、泡孔均匀，大小在90-150"m;6、在40(TC温度差变化下，材料力学性能保持不变。；本发明的一种用于LNG船保温管的填充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1:一、配比A组分配合物的比例如下1、混合多元醇83.4%，2、发泡剂2%，3、匀泡剂0.5%,4、阻燃剂12%，5、催化剂0.1%，6、扩链剂1%,7、珍珠岩1%，B组分异氰酸酯(MDI)NC0/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。优点导热系数为0.013w/m.k，冲击强度0.83kJ/m2'，固化速度25秒，耐低温-200度，高温144度，粘结剪切力21MPa.，耐水解阻抗值为5.02X。实施例2:一、配比A组分配合物的比例如下1、混合多元醇60%，2、发泡剂15%，6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3、匀泡剂4、阻燃剂5、催化剂6、扩链剂7、珍珠岩B组分异氰酸酯(MDI)NCO/OH摩尔比例为1:1二、制备方法同实施例1。优点导热系数为0.013w/m.k，冲击强度0.67kJ/m2'，固化速度15秒，耐低温-200度，高温141度，粘结剪切力21MPa.，耐水解阻抗值为4.97X106Q。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、匀泡剂4、阻燃剂5、催化剂6、扩链剂7、珍珠岩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。优点导热系数为0.014w/m.k，冲击强度l.lkJ/m2'，固化速度13秒，耐低温-200度，高温135度，粘结剪切力20MPa，耐水解阻抗值为3.89.X106Q，固化速度加快。实施例4:一、配比A组分配合物的比例如下1、混合多元醇67%，2、发泡剂8%，85%，2.1%，1.4%，2%，0.5%，4%，5%，0H比例为1.05<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>NCO/OH比例为2:1,3、匀泡剂4、阻燃剂5、催化剂6、扩链剂7、珍珠岩B组分异氰酸酯(MDI)二、制备方法同实施例l。优点导热系数为0.012w/m.k，冲击强度0.76kJ/m2'，固化速度21秒，耐低温-200度，高温147度，粘结剪切力22MPa.，耐水解阻抗值为5.31X106Q。实施例5:一、配比A组分配合物的比例如下64%，12%，4%，10%，1%，5%，4%，NCO/OH比例为1.1:1,1、混合多元醇2、发泡剂3、匀泡剂4、阻燃剂5、催化剂6、扩链剂7、珍珠岩B组分异氰酸酯(MDI)二、制备方法同实施例1。优点导热系数为0.Ollw/m.k，冲击强度0.91kJ/m2'，固化速度10秒，耐低温-200度，高温138度，粘结剪切力21MPa.，耐水解阻抗值为5.12X106Q。所述实施例仅用于说明本技术方案，并不用于限制本发明。8权利要求1.一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是该填充材料由组分混合多元醇，催化剂，匀泡剂，发泡剂，阻燃剂，扩链剂，珍珠岩组成的A组分，再与异氰酸酯类的B组分反应；其中A组分的各个组分的质量百分比含量为混合多元醇60-85％，发泡剂2-15％，匀泡剂0.5-5％，阻燃剂2-15％，催化剂0.1-2％，扩链剂1-5％，珍珠岩1-5％。2、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，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所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是所述的发泡剂为氟氯化烃发泡剂。4、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是所述的匀泡剂为硅垸类匀泡剂。5、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是所述的阻燃剂为含磷类阻燃剂。6、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是所述的催化剂为有机锡与胺类的混合物，混合比为1:50。7、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，其特征是所述的扩链剂其结构特征是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>8、根据权利要求1所述的一种用于LNG船保温管的填充材料，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-OH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所述的一种用于LNG船保温管的填充材料的制备方法，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，珍珠岩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，然后注入管壳连接缝隙中发泡成型。全文摘要本发明公开了一种用于LNG船保温管的填充材料及其制备方法，该填充材料按质量百分比含量是由组分混合多元醇为60-85％，催化剂为0.1-2％，匀泡剂为0.5-5％，发泡剂为2-15％，阻燃剂为2-15％，扩链剂为1-5％，珍珠岩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。该填充材料可以在-220℃以上的低温下长期使用，具有良好的保冷和机械性能，耐水性，可适应400℃以上温差范围急速变化，具有高阻燃性，导热系数小，耐冲击性能，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、保冷填充材料。文档编号C08G101/00GK101531750SQ20091003072公开日2009年9月16日申请日期2009年4月10日优先权日2009年4月10日发明者张天财,贺国达,高延敏申请人:江苏科技大学;沪东中华造船(集团)有限公司