一种聚氨酯组合料及其制备的聚氨酯保温材料制造技术

本发明专利技术提供一种聚氨酯组合料及其制备的聚氨酯保温材料。所述组合料包括多元醇组分和异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包括多异氰酸酯和改性异氰酸酯。所述的组合料具有较佳流动性，所制备的保温材料具有极低的导热系数，适用于对保温效果要求较高的各种领域，尤其在低温深冷环境中性能优异，具有极佳的低温韧性和尺寸稳定性，特别适用于制备输送深冷介质的管道保温材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚氨酯领域，进一步涉及聚氨酯泡沫材料，更进一步涉及一种具有较佳流动性、低导热系数、耐低温的聚氨酯管道保温材料。
技术介绍
聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料，建筑物、储罐及管道保温材料，少量用于非绝热场合，如仿木材、包装材料等。保温管是绝热管道的简称，主要用于液体、气体及其他介质的输送，在石油、化工、集中供热、中央空调、市政等管道的绝热保温工程。随着城市的发展，对城市供暖的普及以及保温要求的逐渐提高，聚氨酯硬泡保温管将得到更好地发展。聚氨酯硬泡保温管能够在120℃下长期运作，导热系数较低，保温效果好，吸水率，开孔率低，能够更好的保温与防水，大大减少了保温供热管道的整体耗热量。文献《聚氨酯泡沫塑料在保温管道中的应用》(魏春柳，工程塑料应用，2003年02期，第31卷，p34)阐述了聚氨酯泡沫塑料的原料、反应原理及性能，叙述了聚氨酯发泡塑料在管道保温施工中的制备工艺、施工方法及在施工过程中的注意事项，并说明了一次发泡成型法的主要优点，介绍了某厂生活区蒸汽采暖改热水采暖工程中的管道采用聚氨酯塑料作保温材料时的保温效果。专利CN102391775A公开了一种耐高温聚氨酯管道组合料，该专利技术的聚氨酯保温管道用组合料，具有良好的耐高温性，120℃以上高温下不会丧失其力学性能，200℃高温下无碳化。专利CN203404562U公开了一种聚氨酯泡沫塑料保温管道，具有耐低温抗开裂聚乙烯外护管的聚氨酯泡沫塑料保温管道在-40℃左右环境下具有良好的抗低温性能，保温管的开裂率在5％以内，成本与目前常规产品成本相当，满足低温寒冷环境下的施工要求。但随着传统能源的枯竭和节能环保的要求，新型环保能源的储存和输送越来越多，诸如LPG、LNG等低温液体，对输送管道的保冷性能及深冷环境性能提出了更高的要求。传统的聚氨酯管道保温材料已经满足不了该应用领域的严苛要求。专利CN1221433公开了一种由多元醇和多异氰酸酯与发泡剂及任选的发泡助剂生产低导热率硬质聚氨酯泡沫的方法，通过使用特种多元醇提高泡沫导热系数。但特种多元醇的使用，降低了泡沫流动性和低温下的泡沫韧性。专利CN103709355A涉及一种用于超低温LNG储罐保冷的改性聚氨酯喷涂组合料及其制备方法。通过使用特种聚酯提高泡沫低温下的尺寸稳定性。但对泡沫体系的导热系数没有改善，且国内工艺多为传统浇注方式，该组合料粘度较大，流动性较差。虽然有研究报道使用特种聚醚或特种聚酯加入到白料体系中，可以提高泡沫低温尺寸稳定性，但高羟值的多元醇会进一步降低组合料的流动性，鉴于国内主要浇注方式的保温管道对组合料流动性要求很高，上述调整方式会严重影响管道保温层的密度分布，进一步影响泡沫的均一性和保温效果。传统聚氨酯管道保温材料实际导热系数为0.03W/mK左右，泡孔耐压差能力较弱，低温尺寸稳定性较差，深冷环境下极易产生收缩甚至裂缝，无法保证管道的长期保温效果，而且存在较大的安全风险。已经不能满足对于深冷介质的保温要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚氨酯组合料，该组合料具有较佳流动性，所制备的保温材料具有极低的导热系数，在低温深冷环境中性能优异，具有极佳的低温韧性和尺寸稳定性，适用于制备输送深冷介质的管道。本专利技术还提供一种采用所述组合料生产聚氨酯保温材料的方法及其制备的聚氨酯保温材料。为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种聚氨酯组合料，包括A组分和B组分，A组分包括多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，所述B组分包括以下成分，以B组分总重为基准计算：多异氰酸酯 55～80wt％，优选60～75wt％；改性多异氰酸酯 20～45wt％，优选25～40wt％。本专利技术所述多异氰酸酯包括以下成分，以多异氰酸酯的总重为基准计算：多亚甲基多苯基多异氰酸酯(简称PM) 60～80wt％，优选65～75wt％；甲苯二异氰酸酯(简称TDI) 13～35wt％，优选15～25wt％；六亚甲基二异氰酸酯(简称HDI) 3～25wt％，优选5～15wt％。本专利技术所述改性多异氰酸酯包括以下成分，以改性多异氰酸酯的总重为基准计算：NCO含量为22～26wt％，粘度为30000～60000cp的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯(简称改性PM) 70～90wt％，优选75～85wt％；NCO含量为30～35wt％，粘度为200～400cp的改性甲苯二异氰酸酯(简称改性TDI) 3～25wt％，优选5～15wt％；NCO含量为27～31wt％，粘度为500～1000cp的改性二苯基甲烷二异氰酸酯(简称改性MDI) 3～25wt％，优选5～15wt％。本专利技术所述的PM的NCO含量为30.5～32wt％，粘度为150～250cp，官能度为2.5～3.0，优选的，合适的PM的例子包括但不限于万华化学集团股份有限公司的PM200、DOW化学公司的PAPI 27、日本三井武田化学株式会社的Cosmonate M-200、日本聚氨酯工业株式会社的Millionate MR-200、Bayer公司的44V20、BASF公司的M20s和Huntsman公司的5005中的一种或多种，更优选万华化学集团股份有限公司的PM200。本专利技术所述的TDI包含2,4-TDI和/或2,6-TDI；优选含有50～90wt％的2,4-TDI和10～50wt％的2,6-TDI的TDI混合物，合适的TDI的例子包括但不限于Bayer公司的Mondur TD-80、Huntsman公司的Suprasec TDI 80/20、日本三井武田化学株式会社的Cosmonate T-80、BASF公司的Lupranate T-80和DOW化学公司的Voranate T-80中的一种或多种；优选BASF公司的Lupranate T-80。本专利技术所述的HDI的例子包括但不限于Bayer公司的Desmodur T、日本三井武田化学株式会社的Takenate 700、Rhodia公司的HDI和Degussa公司的Vestanat HDI中的一种或多种；优选Bayer公司的Desmodur T。本专利技术所述的改性PM、改性TDI和改性MDI使用的改性剂为小分子醇、高官能度聚醚多元醇和聚酯多元醇中的一种或多种。本专利技术所述的MDI包括4,4’-MDI、2,4’-MDI和2,2’-MDI中的一种或多种。合适的MDI的例子包括但不限于万华化学集团股份有限公司的MDI100、MDI50、Bayer公司的Desmodur 44MC、BASF公司的Lupranate MS、日本三井武田化学株式会社的Cosmonate PH和Huntsman公司的Suprasec 1004中的一种或多种，优选万华化学集团股份有限公司的MDI100和/或MDI50。本专利技术所述的改性剂中的小分子醇为官能度为2～6，分子量为80～300的多元醇。合适的小分子醇的例子包括但不限于丁二醇、戊二醇、己二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、1,2,6-己三醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯组合料，包括A组分和B组分，A组分包括多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，其特征在于，所述B组分包括以下成分，以B组分总重为基准计算：多异氰酸酯      55～80wt％，优选60～75wt％；改性多异氰酸酯  20～45wt％，优选25～40wt％；所述多异氰酸酯包括以下成分，以多异氰酸酯的总重为基准计算：多亚甲基多苯基多异氰酸酯  60～80wt％，优选65～75wt％；甲苯二异氰酸酯            13～35wt％，优选15～25wt％；六亚甲基二异氰酸酯        3～25wt％，优选5～15wt％；所述改性多异氰酸酯包括以下成分，以改性多异氰酸酯的总重为基准计算：NCO含量为22～26wt％，粘度为30000～60000cp的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯 70～90wt％，优选75～85wt％；NCO含量为30～35wt％，粘度为200～400cp的改性甲苯二异氰酸酯 3～25wt％，优选5～15wt％；NCO含量为27～31wt％，粘度为500～1000cp的改性二苯基甲烷二异氰酸酯3～25wt％，优选5～15wt％。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯组合料，包括A组分和B组分，A组分包括多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，其特征在于，所述B组分包括以下成分，以B组分总重为基准计算：多异氰酸酯 55～80wt％，优选60～75wt％；改性多异氰酸酯 20～45wt％，优选25～40wt％；所述多异氰酸酯包括以下成分，以多异氰酸酯的总重为基准计算：多亚甲基多苯基多异氰酸酯 60～80wt％，优选65～75wt％；甲苯二异氰酸酯 13～35wt％，优选15～25wt％；六亚甲基二异氰酸酯 3～25wt％，优选5～15wt％；所述改性多异氰酸酯包括以下成分，以改性多异氰酸酯的总重为基准计算：NCO含量为22～26wt％，粘度为30000～60000cp的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯 70～90wt％，优选75～85wt％；NCO含量为30～35wt％，粘度为200～400cp的改性甲苯二异氰酸酯 3～25wt％，优选5～15wt％；NCO含量为27～31wt％，粘度为500～1000cp的改性二苯基甲烷二异氰酸酯3～25wt％，优选5～15wt％。2.根据权利要求1所述的组合料，其特征在于，所述的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯、改性甲苯二异氰酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯使用的改性剂为小分子醇、高官能度聚醚多元醇和聚酯多元醇中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的组合料，其特征在于，所述小分子醇为官能度为2～6，分子量为80～300的多元醇；优选丁二醇、戊二醇、己二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、1,2,6-己三醇、二缩三乙二醇、季戊四醇和山梨醇中一种或多种；所述高官能度聚醚多元醇是多羟基醇与环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合而成，数均分子量为200～1000，羟值为300～600mgKOH/g，官能度为3～8的多元醇，所述的多羟基醇优选蔗糖、山梨醇、木糖醇、季戊四醇、甘油和三羟甲基丙烷中的一种或多种；所述高官能度聚醚多元醇优选万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245、A29-1、江苏钟山化工有限公司的N-635、N-635SA、天津第三石油化工厂的SY-6560和上海高桥石油化工公司的GR-635S中的一种或多种，更优选万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245；所述聚酯多元醇为芳香族羧酸、芳香族羧酸酐和对苯二甲酸烷基酯中的一种或多种与一缩二乙二醇和/或丙三醇之间的反应产物；所述芳香族羧酸、芳香族羧酸酐优选自邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸和偏苯三酸酐中的一种或多种；所述的对苯二甲酸烷基酯的碳原子数为10～16，优选对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯和对苯二甲酸二丁酯中的一种或多种；所述的聚酯多元醇优选南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-3152、PS-2002、江苏富盛新材料有限公司的CF-6245和CF-6200中的一种或多种，更优选南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-3152。4.根据权利要求1-3任一项所述的组合料，其特征在于，所述的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯为一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245、南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-3152中的一种或多种与多苯基多异氰酸酯的反应产物；优选一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245和南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-3152中的一种或多种与万华化学集团股份有限公司的PM200的反应产物；所述的改性甲苯二异氰酸酯为一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-2002和万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245中的一种或多种与甲苯二异氰酸酯的反应产物；优选一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、南京金陵斯泰潘化学有限公司的PS-2002和万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245中的一种或多种与BASF公司的Lupranate T-80的反应产物；所述的改性二苯基甲烷二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与丁二醇、戊二醇、己二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、1,2,6-己三醇、万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司的6245和南京金陵斯泰潘化学有限公司的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞德政，齐旺顺，于深，顾永江，华卫琦，丁建生，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37