聚氨酯弹性体凝胶的绝缘组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及聚氨酯弹性体凝胶状的热绝缘组合物的应用，用于产品转移管道的管道热绝缘，所述聚氨酯弹性体凝胶是通过在至少一种惰性的有机填料存在下使至少一种多元醇与至少一种聚异氰酸酯反应而获得的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热绝缘领域，特别是输送或转移物料用的管道缘热。本专利技术公开了绝缘组合物的用途，该组合物是在对异氰酸酯化学惰性的有机填料存在下，通过多元醇与聚异氰酸酯反应而获得的交联聚氨酯弹性体形式。该有机填料优选是至少一种热绝缘的液体。本专利技术找到了上述组合物在使用管道或管线系统的
中它的应用，其中所述管道或管线系统用于转移、排放或输送液体和相对粘稠的物料，而在其运输过程中必须维持物料的温度或必须限制热损耗，或者若发生停工的话必须加热运输管道。可列举的实例是来自地下油井或海底油井的输油管道、分区供暖用的热水管道、加热或冷却用的工业管线、需要维持高温或低温的空调和装备、以及建筑绝缘。在这些领域中，经常存在热交换的问题和维持运输产品温度的问题。这是因为不良的绝缘可导致各种缺点。例如，粘稠产品在相对高温下运输。低温环境中的不良绝缘引起温度的降低，导致运输产品的粘度增加、流速减缓、甚至可发生沉积或管道的胶凝和堵塞的后果而导致生产停工。同样可以注意到，运输产品温度的增加可能无法挽回地损害这一产品的性能，和可能引起产品的完全降解，或如果运输挥发性产品的话，则可造成压力的增加和管道损坏的危险以及爆炸危险。因此需要提供管道的热绝缘，用来运输或转移物料，尤其是相对粘稠的液体物料。这是通过使用绝缘材料实现的。所述绝缘材料在实际的应用部位容易加工，特别是在护套壁与管道壁之间容易模塑。所述绝缘材料具有良好的组件粘着性和良好的不可渗透性以及具有高的压缩强度，特别是在深海管道运输的状况下。为了解决上述问题，本申请人的专利技术提出了将管道用热绝缘聚氨酯凝胶辅助绝缘，所述聚氨酯凝胶是通过在对异氰酸酯化学惰性的有机填料存在下，使至少一种多元醇与至少一种聚异氰酸酯反应而获得的，所述有机填料优选以至少一种热绝缘的液体为基础。按照申请人的发现，用这类凝胶绝缘的方法如下-以高的压缩强度获得非常低的λ(λ热导率)。这种情况不是用诸如中空玻璃球、纤维、软木等固体材料填充的弹性体。该凝胶的行为实际上接近于不可压缩的液体的行为-使其具有简易地改变弹性体模量或密度的能力-提高加工过程诸如注塑或预压成型的容易程度-制造较为挠曲的、热绝缘的、和能卷曲转移到卷筒上的管道，其与模塑的绝缘材料具有完全满意的粘着，并确保组装不渗漏。运输管道可具有各种形状，但优选管状，象运输管道的护套一样。运输管道和外部护套可由金属如铁、钢、铜、铝或金属合金制造，但也可由合成聚合物如聚丙烯、聚乙烯、PVC、聚酰胺、聚氨酯、或可转变成管道、片材或护套的任何其它聚合物制造。本专利技术的解决方案使人们对上述的由聚合物制造的护套可视情况作出更实际和有效的选择，使制得的凝胶具有与液体等同的不可压缩性；可使用刚性小、重量轻和加工难度小的护套材料；并因此降低了总的成本。外护套优选的可以是比较刚硬的层材，其厚度从数毫米到数厘米，但也可采用柔软的或半刚硬的薄膜。在运输管道与外部护套之间要施加绝缘凝胶的自由空间是可变的，并且其尺寸规格取决于所需的绝缘程度，该绝缘程度是由凝胶的绝缘因子和要维持的温度来计算。其它绝缘材料可通过叠加或插入不同的绝缘层而与绝缘凝胶结合使用。可将聚氨酯凝胶与绝缘泡沫体或无机绝缘材料结合，所述绝缘泡沫体例如刚硬的绝缘聚氨酯泡沫体、复合铸塑的泡沫体、聚烯烃泡沫体、泡沫聚苯乙烯或无机绝缘材料，例如玻璃纤维或岩石纤维。这些致密或泡沫材料可构成外部护套，在这一运输管道内部施加凝胶。与这些标准的绝缘材料相比，本专利技术绝缘凝胶的主要优点起码是在压缩强度上。所有标准绝缘材料的缺点是受压破碎，除非它们环绕绝缘材料有刚硬护套的保护。本专利技术的另一优点是在实际的应用部位可使用液体形式或预模塑成型的交联凝胶形式的组合物。例如，在其交联和转化成凝胶之前，可在运输管道与外部护套之间倾入或注入液体，就地发生交联，但施加绝缘材料也可以以预模塑型的交联凝胶形式、以片材形式、带状或尺寸由绝缘目的所确定的模塑体形式。除了有非常良好的热绝缘性能之外，本专利技术凝胶形式组合物的优点是该凝胶能填充所有空的空间和空隙、由于具有粘性而使其能粘着到许多基材上、在应力、配分压力下能变形，这些性能相当于不可压缩的液体。本专利技术所述的凝胶具有非常良好的弹性回复，和一旦除去应力能回复其初始现状。对于海底运输管道的热绝缘来说，耐高压和容易在实际的应用部位就地加工是特别的优点。本专利技术的弹性体凝胶不仅具有绝缘性，而且对液体和气体具有不可渗透性。因而本专利技术涉及绝缘凝胶形式的热绝缘组合物的应用，其用于产品-转移管道中管线系统的绝缘。绝缘凝胶是由可交联的组合物获得的，所述交联组合物包括至少一种多元醇、至少一种聚异氰酸酯和至少一种化学惰性的有机填料，优选液体填料。因此本专利技术可交联的绝缘组合物包括至少一种多元醇、至少一种官能度≥2的聚异氰酸酯，任选地包括一种交联催化剂和足量的至少一种化学惰性的有机填料，优选液体填料。在交联之后，本专利技术的组合物是低-挤出或零-挤出的均匀橡胶状固体。根据本专利技术，使用对聚异氰酸酯化学惰性的有机填料，其用量为全部可交联的绝缘组合物的20wt％以上，优选50-95％，和更优选60-90wt％。根据本专利技术，对聚异氰酸酯化学惰性的有机填料是能与多元醇和聚异氰酸酯相容的绝缘液体，这种绝缘液体填料可从增塑剂如油、树脂和烃的衍生物、烃类和燃料、烷基苯和液体酯中选择。更特别地从下述物质中选择对聚异氰酸酯化学惰性的有机填料1)无定形或半结晶的链烷烃(其熔点″Q50℃)，包括动物蜡、植物蜡(如主要由芳族和脂族酯的混合物组成的蜡大戟或巴西棕榈)、天然链烷烃(mineral paraffins)和合成链烷烃(聚乙烯蜡、氯化链烷烃等)。本专利技术最有用的是那些“天然”链烷烃石油衍生物。它们主要由正烷烃组成。这些链烷烃呈微晶态、发脆和由40-90wt％的标准链烷烃组成，其余由C18-C36环烷烃和异烷烃组成。通过蒸馏原油可获得它们。在这之后通常通过氢化或过滤脱色。它们更优选选自以下链烷烃C18-C20正链烷烃或异链烷烃及其混合物或氯化链烷烃。链烷烃的典型实例是-正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷和这些链烷烃的混合物，例如CONDEA公司的LINPAR18-20。2)环烷油或树脂，更具体的是C5-C12代表物由于矿物油由链烷烃、环烷、芳族化合物和聚芳族化合物组成，环烷油也是石油衍生物，和它们是氢化的C5-C12衍生物。如上所述，链烷烃是正烷烃或支链烷烃。环烷结构实际上具有至少一个6个(或甚至5或7个)碳原子环的环烷烃结构。最后，在芳族衍生物中，芳族化合物和聚芳族化合物之间有差别。在两类原油环烷油和芳香油之间通常具有差别。NYNAS的产品NYFLEX 820是环烷油的典型实例。它具有16％的芳族化合物的比例。3)重质和轻质燃料，和更具体的是煤油和柴油等。这类产品更是特别优选的。4)烷基苯，如癸基苯、十二烷基苯。5)酯例如多元醇如季戊四醇与一元羧酸如正庚酸的反应产物；邻苯二甲酸烷基酯例如邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯。6)烷基聚芳族化合物，例如二苄基甲苯(DBT)异构体的混合物、单异丙基联苯(MIPB)、苯基二甲苯基乙烷(PXE)；苄基甲苯与二苄基甲苯的混合物，例如特别在欧洲专利No.136230-B1中所述的那些；单-和双(本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯弹性体凝胶状组合物的应用，其用于输送物料的管道的热绝缘，所述聚氨酯弹性体凝胶是在至少一种对聚异氰酸酯化学惰性的液体有机填料存在下从可交联组合物通过至少一种多元醇与至少一种聚异氰酸酯反应而得到的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊夫林邦尼特，劳伦特马丁，海伦埃格雷特，
申请(专利权)人：阿托菲纳公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]