專利名稱：一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在海洋能源尤其是石油、天然氣的開采中，為防止海下低溫引起的天然氣水合物和石油蠟狀物的形成而堵塞管道，造成事故的發(fā)生，油氣輸送管道必須采用具有一定厚度保溫防護(hù)層的管道進(jìn)行輸送，而此類管道主體的防護(hù)、保溫及防腐層是在工廠內(nèi)由專用設(shè)備預(yù)制完成，其防護(hù)層及保溫防腐層的質(zhì)量比較可靠。因此，在海洋現(xiàn)場鋪設(shè)過程中，接口的防護(hù)與填充則是保障海底管道安全運(yùn)行的關(guān)鍵。
早期的海底保溫管道接口處的填充，主要采用浙青瑪蹄脂+砂石混合澆注工藝，加工成形過程中需要加熱到200°C以上，這樣會(huì)易引起防腐層燒傷或燃燒，且施工環(huán)境煙霧大，產(chǎn)生有害氣體、污染環(huán)境，對海水及海洋生物也構(gòu)成威脅，而且補(bǔ)口材料強(qiáng)度低(1.5 5MPa)，影響管道的整體保溫效果，難以保證海底管道的安全運(yùn)行，目前在局部海域已禁止使用。
目前，國外廣泛應(yīng)用的是聚氨酯接頭技術(shù)，但這種接頭技術(shù)(尤其是接頭材料的配制)只有少數(shù)國外幾家公司掌握。國內(nèi)關(guān)于管道的接口技術(shù)主要集中在管道接口的防腐保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如200520103653.9,200520026468.4。關(guān)于海底管道現(xiàn)場接口用非發(fā)泡聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料的配制所公開的專利較少，專利201210258634.8公布了一種海底管道接頭的全水開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫塑料導(dǎo)熱系數(shù)較低，保溫效果好，但閉孔率達(dá)不到100%,造成材料吸水率高，抗壓強(qiáng)度低，不適合深海濕式保溫管道接口的防護(hù)應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料及其制備方法。
本發(fā)明所提供的一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，它由組分A和組分B制成；
所述組分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、擴(kuò)鏈劑和催化劑組成；
所述組分B為改性異氰酸酯或其衍生物，所述組分B中，NCO的質(zhì)量百分含量為10 30% ；
所述組分A與所述組分B的質(zhì)量比為0.25 4:1。
上述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料中，所述組分B中NCO的質(zhì)量百分含量可為19% ；
所述組分A與所述組分B的質(zhì)量比具體可為0.77 0.85:1、0.77:1、0.78:1或0.85:1。
上述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料中，所述組分A中，所述聚醚多元醇、所述聚硅氧烷多元醇、所述擴(kuò)鏈劑與所述催化劑的質(zhì)量比可為30 130:2 30:5 30:0.001 4，具體可為 280 332.5:17.5 52.5:79.03 116.91:2.85，如 297.5:52.5:85.17:2.85,332.5:17.5:83.17:2.85,280:70:82.77:2.85,332.5:17.5:116.91:2.85 或 315:35:79:2.85。上述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料中，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇I和聚醚多元醇II組成，所述聚醚多元醇I的輕值為8 100mgK0H/g,如50 60mgK0H/g,所述聚醚多元醇 II 的羥值為 100 200mgK0H/g，如 160 175mgK0H/g ；所述聚醚多元醇I與所述聚醚多元醇II的質(zhì)量比為20 80:20 55，具體可為20 42:20 24.5,35.5:21、42:24.5、1:1 或 38.5:24.5。上述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料中，所述聚醚多元醇I可為聚四氫呋喃醚二醇(PTMEG)、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)及它們的共聚醚中的一種或多種；所述聚醚多元醇II可為棕櫚油多元醇、大豆油基多元醇、蓖麻油基多元醇、端羥基聚丁二烯多元醇和以3官能度小分醇或醇胺或4官能度小分子醇為起始劑、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷為聚合單體的聚醚多元醇中的一種或多種。上述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料中，所述聚娃氧燒多元醇的輕值為45 100mgK0H/g,如40 50mgK0H/g ；所述聚硅氧烷多元醇的結(jié)構(gòu)式如式I所示，
權(quán)利要求
1.一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料由組分A和組分B制成； 所述組分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、擴(kuò)鏈劑和催化劑組成； 所述組分B為改性異氰酸酯或其衍生物，所述組分B中，NCO的質(zhì)量百分含量為10 30% ； 所述組分A與所述組分B的質(zhì)量比為0.25 4:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述組分A中，所述聚醚多元醇、所述聚硅氧烷多元醇、所述擴(kuò)鏈劑與所述催化劑的質(zhì)量比為30 130:2 30:5 30:0.001 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述聚醚多元醇由聚醚多元醇I和聚醚多元醇II組成， 所述聚醚多元醇I的羥值為8 100mgK0H/g，所述聚醚多元醇II的羥值為100 200mgK0H/g ； 所述聚醚多元醇I與所述聚醚多元醇II的質(zhì)量比為20 80:20 55。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨 酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述聚醚多元醇I為聚四氫呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇及它們的共聚醚中的一種或多種； 所述聚醚多元醇II為棕櫚油多元醇、大豆油基多元醇、蓖麻油基多元醇、端羥基聚丁二烯多元醇和以3官能度小分醇或醇胺或4官能度小分子醇為起始劑、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷為聚合單體的聚醚多元醇中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述聚硅氧烷多元醇的羥值為45 100mgK0H/g ； 所述聚硅氧烷多元醇的結(jié)構(gòu)式如式1所示，
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述擴(kuò)鏈劑為1，4- 丁二醇、乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己二醇、氫化雙酚A、l，6-己二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺、3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基甲烷或其衍生物、對苯二酚雙(2-羥乙基)醚或其衍生物、間苯二酚雙(2-羥乙基)醚或其衍生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述催化劑為有機(jī)胺類催化劑或其鹽、I, 8- 二氮雜雙環(huán)(5，4，0)i^一碳烯-7或其有機(jī)鹽或有機(jī)金屬類催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料，其特征在于:所述組分B為脂肪族異氰酸酯、脂環(huán)族異氰酸酯、芳香族異氰酸酯、聚異氰酸酯或異氰酸酯預(yù)聚體；所述芳香族異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料的制備方法，包括如下步驟:將所述聚醚多元醇和聚硅氧烷多元醇的混合物進(jìn)行真空干燥；然后向經(jīng)干燥后的所述混合物中加入所述擴(kuò)鏈劑和所述催化劑，得到所述組分A ； 將所述組分B加入至所述組分A中，經(jīng)混合均勻后澆注至管道接口的套管模具中，固化后經(jīng)脫模即得所述聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于:所述真空干燥的溫度為80 120°C，時(shí)間為I 4小時(shí)； 向所述組分A中加入所述組分B時(shí)，所述組分A和所述組分B的溫度均為10 60°C ; 所述澆注的步驟中，所述管道接口的套管模具的溫度為40 150°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海底油氣管道接口濕式保溫用聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料。所述聚氨酯節(jié)點(diǎn)材料由組分A和組分B制成；所述組分A由聚醚多元醇、聚硅氧烷多元醇、擴(kuò)鏈劑和催化劑組成；所述組分B為改性異氰酸酯或其衍生物，所述組分B中，NCO的質(zhì)量百分含量為10～30%；所述組分A與所述組分B的質(zhì)量比為0.25～41。本發(fā)明具有如下有益效果1、所用催化劑無汞，環(huán)保，流動(dòng)期長，后期固化快。2、生產(chǎn)周期短，模具溫度低，適用于海上現(xiàn)場澆注作業(yè)。3、制品為含硅材料，具有較低的吸水率，具有耐海水腐蝕性。
文檔編號(hào)C08G18/66GK103214648SQ201310159748
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者曹靜, 周巍偉, 張曉靈, 沙勇, 楊加棟, 李新仲, 謝彬, 張 杰, 李麗瑋, 霍娜麗, 吳文通, 周長江, 杜寶銀 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院