本发明专利技术涉及一种绝热材料，具体涉及一种用于海底管道的绝热材料，
其由含有热固性弹性体的复合物和含有一个或多个空腔的填料组成，使得
所述空腔的总体积占所述复合物体积的10体积％以上，其特征在于，所述
弹性体在过氧化物和助剂的存在下固化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝热材料本专利技术涉及一种绝热材料，具体涉及一种用于输送石油、天然气和类 似产品的海底管线的绝热材料。举例说明的实例是关于输送来自大陆井或海底井的石油产品的领域。 在这些领域中，通常存在热交换问题和保持被输送产品温度的问题。这是 因为较差的绝热性可能导致各种缺点。例如，粘性产品在相对较高的温度 下输送。绝热性较差以及环境温度较低二者组合导致温度降低、被输送的 产品的粘度增高、流动速率变慢(这甚至可能导致沉积或凝胶和堵塞管 道)，如果造成停工则会造成严重后果。因此，需要为用于输送原料(特别是用于输送相对较粘液体的原料) 的管线提供热绝缘，这通过使用在目前的应用中容易加工的绝热材料来实现。管线被置于水下较深处，例如深达500-3000米，其将承受巨大的静水 压以致于具有所需绝热水平的已知管线绝热材料都会被压扁。目前能够承 受上述巨大深水压的另一种绝热材料具有较差的绝热性质。由US4824705已知一种绝热体，其包括含有填料的充气弹性体。该专 利要求保护一种绝热的管道组件，其包括围绕管道的橡胶层，该层含有 30-70体积％的软木(cork)。软木包含约50体积％的空腔。因此， US4824705中要求保护的橡胶包含约15-35体积％的空腔。这导致管线绝 热，相应的理论导热率为约0.14 W/mK至0.08 WVmK。然而，这些绝热材料的缺点在于，不能用在200至300米的深度以 下，也就是说不能用在大于2至3 MPa的压力下，超过上述压力使软木被 压扁，结果剩余的空腔不足以保持空腔的总量高于使绝热值等于或低于 0.15 WVmK的所需水平。US5476343中公开了另一种可供选择的方案。US5476343公开了一种 填充有软木的硬橡胶(ebonite)。由于这种复合物具有较高的硬度，因而 它能够承受令人满意的压縮量，但是合格的绝热层需要该层具有一定的厚3度。应用这种填充有软木的硬橡胶厚层是不可行的，因为在硬橡胶的固化 过程中释放热量。本专利技术致力于寻找一种热绝缘材料，其由含有热固性弹性体的复合物 和含有一个或多个空腔的填料组成，结果对于可以在高静水压下、优选在 大于500米水的静水压下使用的管线，所述空腔的总体积占所述复合物体 积的10体积％以上。这个目标通过在过氧化物和助剂(co-agent)的存在下固化的弹性体 来实现。根据本专利技术的绝热体，绝热管线在大于500米水下的导热率可以达到 小于0.1 W/mK。优选地，对组合物进行选择，特别是对过氧化物和助剂的用量进行选 择，结果使得根据ISO 604测定的具有固化弹性体的复合物的压縮模量为 至少100 MPa，优选为至少200 MPa，最优选为至少500 MPa。本专利技术的材料包括具有一个或多个空腔的填料，使得所述空腔的总体 积占所述复合物体积的10体积％以上。 一般而言，空腔的总体积占所述复 合物的10-40体积％;小于10体积％会导致导热率过高；而为了高于 40%，交联密度必须足够大以使压縮模量高于500 MPa，这使得弹性体变 得太脆。空腔总体积在25-40体积％之间得到甚至更佳的绝热性质。适用于本专利技术的绝热材料且含有一个或多个空腔的填料是软木、得自 陶瓷的中空微球、玻璃、聚合物(例如丙烯腈)、塑料或其组合。在具有 相对较高的压縮模量和强度的基质中由发泡剂形成的填充有空气或绝热气 体的空腔，在本申请中也被理解为含有一个或多个空腔的填料。优选的填 料是软木。可交联的弹性体可以选自聚烯烃、氟聚合物、硅树脂、离聚物及其混 合物。聚烯烃可以选自聚二烯均聚物和共聚物、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚 物、乙烯-丁烯共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯丁二烯、聚乙烯 丁二烯、乙烯-丙烯-二烯三元聚合物、及其氟化聚合物和混合物。氟聚合物可以选自氟化的乙烯-丙烯共聚物和氟化的乙烯-丙烯-二烯三元聚合物。 优选地，可交联弹性体是乙烯a-烯烃共聚物，优选是C2含量小于554重量％、进一步包含非共轭多烯或二烯的无定型共聚物。这具有如下优 点可以得到比基于过氧化物的量预期的更高的硬度。非共轭多烯的实例是5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB) 、 5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB) 、 二环戊 二烯(DCPD) 、 1，4-己二烯或其混合物。优选使用ENB或其混合物，因 为用量可以较高而不会在反应器中出现明显凝胶或污垢。含有非共轭多烯 或二烯的共聚物(EPDM)的Mooney优选介于30 ML(91 +4@125 C)和60 ML(1+8@150 C)之间。非共轭多烯在弹性聚合物中的用量介于3和35重量％之间，优选为4 至15重量％，最优选大于9重量％。可交联弹性体的制法是本领域技术人 员已知的。例如可以在Ziegler-Natta催化剂或茂金属催化剂的协助下通过 聚合制备弹性体。助剂可以是固体或液体，其选自单官能、双官能和多官能不饱和羧酸 酯金属化合物、不饱和羧酸的聚酰胺、不饱和羧酸的酯酰胺、双马来酰亚 胺、氰尿酸烯丙基酯、异氰尿酸烯丙基酯、芳族酸的烯丙基酯、液态乙烯 基聚二烯、单不饱和以及多不饱和聚羧酸、单不饱和以及多不饱和聚羧酸 的酸酐、单不饱和以及多不饱和聚羧酸的单酯和聚酯、单不饱和以及多不 饱和聚羧酸的单酰胺和聚酰胺、单不饱和以及多不饱和聚羧酸的酯酰胺和 聚酯酰胺、及其混合物。优选的助剂是具有低分子量的高乙烯基化聚丁二 烯(例如Riconl54D)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)和N,N，-(间-亚苯基)二马来酰亚胺 (EPDM载剂)(HVA-2)。采用包括TMPT或低分子量的高乙烯化聚丁二烯的助剂时，可以得到 大于100 MPa、甚至大于150 MPa的压縮模量。还可以采用助剂的组合以 优化加工性能和相容性。在本专利技术的材料中助剂的用量通常介于10和85份/(100份橡胶) (PPHR)之间，优选介于50和75PPHR之间。过氧化物可以是二烷基过氧化物交联引发剂，其选自二叔戊基过氧化 物、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二枯基过氧化物、二(2-叔 丁基过氧异丙基)苯、2,5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己垸、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3,l，l-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己垸、4,4-二(叔丁基过氧)-正丁基戊酸酯及其混合物。过氧化物的用量通常在6和60 PPHR之间变化，但是考虑到过氧化物 的价格较高优选在6和10 PPHR之间变化。本专利技术材料中的其它添加剂包括抗氧化剂、光稳定剂、UV吸收剂、 除湿剂、光引发剂、固体填料(如粘土和碳黑)和硅垸偶联剂。组合物可 以分别、先后或同时通过至少一种选自如下的方式进行交联和/或共交联 加热、超声波和电磁辐射(包括X-辐射、7-辐射、电子束、紫外线辐射、 可见光辐射和红外线辐射)。本专利技术的绝热材料可优选通过如下制备将橡胶、助剂和其它添加剂在混合装置中进行混合，所述混合装置例如为内啮合混合仪、剪切内力混合仪(tangential internal mixer)和双辊混合仪。在橡胶结合过氧化物后， 将含有一个或多个空腔的填料加入混合物中，优选加入在双辊混合仪中的 混合物中。根据所用固化体系，在本领域公知的条件下对所得混合物进行 无压固化。本专利技术进一步涉及根据本专利技术的绝热材料用于深海管道的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绝热材料，其由含有热固性弹性体的复合物和含有一个或多个空腔的填料组成，使得所述空腔的总体积占所述复合物体积的１０体积％以上，其特征在于，所述弹性体在过氧化物和助剂的存在下固化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.11 EP 06018950.3;2007.4.17 EP 07007753.21. 一种绝热材料，其由含有热固性弹性体的复合物和含有一个或多个空腔的填料组成，使得所述空腔的总体积占所述复合物体积的10体积％以上，其特征在于，所述弹性体在过氧化物和助剂的存在下固化。2. 如权利要求1所述的绝热材料，其中，对过氧化物和助剂的用量进 行选择，使得根据ISO 604测定的具有固化弹性体的所述复合物的压縮模 量为至少100 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：嘉蒂施·罗曼勒·帕特尔，克里斯多佛·迈克尔·特威格，马丁·范杜音，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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