專利名稱：管道連接的硬質(zhì)泡沫包裹的制作方法
管道連接的硬質(zhì)泡沬包裹本發(fā)明涉及至少兩個(gè)管道或者其部位的連接，所述管道或其部位具有靠近所述連接的管道連接區(qū)域，其中所述連接區(qū)域被開孔硬質(zhì)泡沫、優(yōu)選具有多異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫包裹，還涉及相應(yīng)的用泡沫包裹管道的方法，以及由此制得的管道體系。用硬質(zhì)聚氨酯泡沫包覆的管道在現(xiàn)有技術(shù)中已知，并且記載于例如EP-A-865893和DE-A-19742012。除了這些絕緣管道之外，也將非絕緣但是例如用緊密的外層夾套(例如基于無機(jī)和/或有機(jī)材料的夾套)包裹的管道例如用于在水下傳輸氣體。通常，所述管道包括多個(gè)層。最外層通常為混凝土，用以保護(hù)并增加重量使管道不會(huì)漂浮。在其下面有另一個(gè)層，包括例如聚丙烯、聚乙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯涂層或浙青作為腐蝕保護(hù)。在所述非絕緣管道的連接處，管道可以用一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫保護(hù)，如果合適，其可以被至少一個(gè)另外的層包圍。這樣的連接區(qū)域也被稱作套管(sleeve)。這些套管的制造，S卩，尤其是硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備——就像用于介質(zhì)的管道連 接——通常在管道鋪設(shè)船上進(jìn)行，之后立即進(jìn)行管道鋪設(shè)。由于管道鋪設(shè)船的高額運(yùn)行和租賃成本，持續(xù)需要高度合理化的管道的生產(chǎn)和鋪設(shè)。同時(shí)，連接(套管)必須有這樣的性質(zhì)它們能在承受點(diǎn)壓力(例如錨或拖網(wǎng)的沖擊)的情況下保護(hù)內(nèi)部管道不受損壞。一種相應(yīng)的壓力測試是根據(jù)DNV-RP-F111進(jìn)行的沖擊測試(“Interface Between Trawl Gear AndPipelines，，)。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是設(shè)置管道或其部位的連接以使得它們可以被更簡易地且更迅速地制造，根據(jù)上述沖擊測試(DNV-RP-F111)這些管道必須滿足的機(jī)械特性得到實(shí)現(xiàn)，此外，所述連接具有低浮力。本發(fā)明的另一個(gè)目的是避免例如US 5489405中所述的液體改性劑，其危害健康并通常也是有毒、致癌或誘變的。所述液體改性劑通常是低沸點(diǎn)礦物油餾分的混合物(例如購自BP的Enerdex 81)或鄰苯二甲酸酯(例如二(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯)。此外，本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)用于生產(chǎn)聚氨酯的體系的可操作性。含有液體改性劑的體系在非常短的時(shí)間后、通常在少于30分鐘內(nèi)形成兩個(gè)相。不含液體改性劑的體系能夠穩(wěn)定最高達(dá)3天。這對于運(yùn)輸和加工是有益的。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過將至少兩個(gè)管道或其部位一優(yōu)選整個(gè)管道一的連接用開孔硬質(zhì)泡沫包裹而實(shí)現(xiàn)，所述管道或其部位具有靠近所述連接的連接區(qū)域，所述開孔硬質(zhì)泡沫優(yōu)選為具有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫。本發(fā)明也提供相關(guān)的制備方法，以及開孔硬質(zhì)泡沫用于包裹管道——特別是兩個(gè)管道之間的連接點(diǎn)——的及用途。圖I :該圖示出了通過兩個(gè)管道(I)的軸的縱斷面，管道(I)被抗腐蝕層(2)和夾套(3)包裹，并彼此相連(連接(8))。在連接(8)附近的管道連接區(qū)域(9)中施加第二抗腐蝕層(5)，在該抗腐蝕層和護(hù)套(sheath) (4)之內(nèi)的空間填充開孔硬質(zhì)泡沫(10)。護(hù)套
(4)具有填充孔(6)和排氣孔(7)。圖2也示出了通過兩個(gè)管道(I)的軸的縱斷面，管道(I)被抗腐蝕層(2)和夾套
(3)包裹，并彼此相連(連接(8))。在連接(8)附近的連接區(qū)域(9)中施加第二抗腐蝕層
(5)，其在在連接區(qū)域(9)中至少部分覆蓋抗腐蝕層(2)。在所述抗腐蝕層(5)——如果合適以及⑵——和護(hù)套⑷之內(nèi)的空間填充開孔硬質(zhì)泡沫(10)。護(hù)套⑷具有填充孔(6)和排氣孔(7)。管道(I)可以具有任意橫截面輪廓。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，管道(I)是非絕緣管道。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例中，所述管道是一個(gè)管子，即，所述管道具有圍繞其軸的同心結(jié)構(gòu)。優(yōu)選所述管子的外徑為6英寸至52英寸、優(yōu)選10英寸至48英寸、特別優(yōu)選16英寸至42英寸,其中I英寸等于2. 54cm。所述至少兩個(gè)管道(I)優(yōu)選由鋼制成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，管道(I)被含有一個(gè)層或多個(gè)層的抗腐蝕涂層(2)包圍。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述單層或多層的抗腐蝕涂層(2)的厚度為0. Icm至2. Ocm,優(yōu)選0. 2cm至I. 5cm,特別優(yōu)選0. 3cm至I. 0cm。所述抗腐蝕涂層(2)和/或(5)優(yōu)選地由浙青、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯或環(huán)氧樹脂組成。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，抗腐蝕涂層也存在于管道(I)的內(nèi)側(cè)。對本文而言，表述“非絕緣管道”指的是除了本發(fā)明的連接外，管道沒有被泡沫、特 別是沒有被開孔硬質(zhì)泡沫包裹。因此，所述非絕緣管道是優(yōu)選地不以閉孔硬質(zhì)泡沫形式提供熱絕緣的管道。本發(fā)明也包括與相應(yīng)的其他管道部位連接的管道部位。然而，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及至少兩個(gè)連接的管道。管道⑴優(yōu)選地用于傳輸介質(zhì),例如氣體、液體和/或疏松材料，優(yōu)選用于氣體，并且所述管道優(yōu)選為圓的。為此，表述“用于介質(zhì)的管道”也在本發(fā)明中使用。對于兩個(gè)管道之間連接的定義，參考DIN EN 489，因?yàn)槠淇梢詰?yīng)用于本發(fā)明的管道。“連接點(diǎn)”是兩個(gè)管道彼此相連接的點(diǎn)；連接點(diǎn)優(yōu)選為兩個(gè)管道之間的焊接。根據(jù)本發(fā)明，用于介質(zhì)的管道在兩個(gè)管道(I)之間的連接點(diǎn)(8)的區(qū)域被開孔硬質(zhì)泡沫包裹，所述開孔硬質(zhì)泡沫優(yōu)選為包括多異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。所述連接優(yōu)選地通過將至少兩個(gè)管道在其端部焊接在一起而制成。因此，抗腐蝕層至少部分地不存在于該連接區(qū)域(9)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第二抗腐蝕層(5)也施加到該連接區(qū)域
(9)。這個(gè)第二抗腐蝕層優(yōu)選地包括浙青、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯涂層或環(huán)氧樹脂。在一個(gè)實(shí)施方案中，該第二抗腐蝕層(5)由與在其他區(qū)域圍繞管道(I)的抗腐蝕層相同的材料組成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，抗腐蝕層(2)和抗腐蝕層(5)由不同材料組成。在一些實(shí)施方案中，這兩個(gè)抗腐蝕層至少部分重疊。連接⑶和連接區(qū)域(9)被開孔硬質(zhì)泡沫、優(yōu)選為包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫所包裹。每個(gè)管道(I)優(yōu)選地在連接區(qū)域(9)被開孔硬質(zhì)泡沫包裹的距離為5cm至60cm，各自從連接點(diǎn)開始測量，所述開孔硬質(zhì)泡沫優(yōu)選為包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。作為經(jīng)涂布的管道(I)，優(yōu)選使用的管道為——優(yōu)選地除了它們的端部外——被致密材料、優(yōu)選為基于無機(jī)和/或有機(jī)材料的材料、特別優(yōu)選無機(jī)材料所包裹。在管道端部的不存在致密包覆材料的區(qū)域一在將端部連接后，優(yōu)選將端部焊接后，并且優(yōu)選地在施用合適的抗腐蝕涂層后——用開孔硬質(zhì)泡沫、優(yōu)選為包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫包裹。一種優(yōu)選的致密無機(jī)材料是鋼強(qiáng)化的混凝土。一種優(yōu)選的致密有機(jī)材料是環(huán)氧樹脂或聚乙烯泡沫。例如，特別優(yōu)選的是基于浙青、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚乙烯和/或聚丙烯的抗腐蝕涂層存在于無機(jī)護(hù)套和內(nèi)部鋼管之間的管道。
所述開孔硬質(zhì)泡沫一一優(yōu)選包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫一優(yōu)選地存在于用于介質(zhì)的管道和外層護(hù)套(4)之間，所述護(hù)套基于聚乙烯或聚丙烯或金屬板。該外層護(hù)套(4)的厚度優(yōu)選為0.1cm至lcm。這意味著，如下文所指出的，所述開孔硬質(zhì)泡沫優(yōu)選地在管道(I)和外層護(hù)套(4)之間的空腔中制備，其橫向受致密材料所限制。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在連接區(qū)域(9)中的開孔硬質(zhì)泡沫的外部輪廓對應(yīng)于在這個(gè)區(qū)域中的連接管道的外部輪廓；在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述區(qū)域?yàn)閮蓚€(gè)管道之間的連接，連接區(qū)域(9)的外徑在8英寸至64英寸的范圍內(nèi)。此處，外徑是硬質(zhì)聚氨酯泡沫的外表面之間的直徑，或者——如果其被護(hù)套(4)所覆蓋——是護(hù)套的外表面之間的直徑。至少一個(gè)填充孔(6)用于填充相連的管道一如果合適具有抗腐蝕層(5)—和(如果合適)側(cè)部夾套(4)之間的空腔。至少一個(gè)第二個(gè)孔用于排氣(排氣孔(7))。形成開孔硬質(zhì)泡沫的體系的引入過程優(yōu)選地在高壓下使用聚氨酯機(jī)器進(jìn)行。用于填充的壓力為SObar至180bar，更優(yōu)選地為 IOObar 至 160bar,特別優(yōu)選地為 IOObar 至 140bar。包圍兩個(gè)管道之間的連接的開孔硬質(zhì)泡沫一如果合適與環(huán)繞的護(hù)套一起一也稱作套管。如上文所述，管道(I)優(yōu)選為氣體管道，其優(yōu)選地在水面下鋪設(shè)并且更優(yōu)選地為非絕緣的，即，除了護(hù)套(4)的區(qū)域之外不用閉孔硬質(zhì)泡沫(優(yōu)選聚氨酯泡沫)包裹的氣體管道。特別優(yōu)選的連接是兩個(gè)用于介質(zhì)的鋼管的端部焊接到一起的連接，并且在這種情況下，開孔硬質(zhì)泡沫——優(yōu)選為包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫——存在于被抗腐蝕層覆蓋的管道(I)和夾套和護(hù)套(4)之間。本發(fā)明的連接優(yōu)選地存在于管道線路中，優(yōu)選長度至少為0. 5km的管道線路中，特別優(yōu)選氣體管道中，特別是位于水下的氣體管道中。所述開孔硬質(zhì)泡沫一一優(yōu)選包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫一優(yōu)選地通過將異氰酸酯組分(a)與多元醇混合物(b)反應(yīng)獲得。所述多元醇混合物(b)優(yōu)選地含有(bl)多元醇、(b2)催化劑和一如果合適一(b3)化學(xué)和/或物理發(fā)泡劑、(b4)交聯(lián)齊U、(b5)增鏈劑、(b6)泡孔調(diào)節(jié)劑和/或(b7)添加劑。這些所列出的組分的混合物也稱作聚氨酯體系。如上文所述，所述的至少兩個(gè)管道在連接區(qū)域(9)—其中它們被開孔硬質(zhì)泡沫、優(yōu)選包括異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫所包裹——之外，優(yōu)選地被致密無機(jī)和/或有機(jī)材料(夾套3)所圍繞。優(yōu)選使用的方法為，在至少兩個(gè)管道(I)之間被夾套(3)所圍繞的連接區(qū)域(9)中，將護(hù)套(4)置于夾套(3)之上，從而在連接的管道和護(hù)套(4)之間形成一個(gè)空腔。在夾套和護(hù)套之間產(chǎn)生的空隙優(yōu)選地被密封。在護(hù)套(4)中，具有至少一個(gè)開口，通過其可引入聚氨酯體系。在一個(gè)實(shí)施方案中，此開孔大到足以在聚氨酯體系被引入的同時(shí)使被置換的空氣可以逸出。在其他的實(shí)施方案中，護(hù)套(4)還具有至少一個(gè)另外的開口(排氣孔(7))，在填充的過程中空氣可以通過其逸出。聚氨酯體系的反應(yīng)形成開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫，優(yōu)選含有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在開孔硬質(zhì)泡沫固化之后護(hù)套(4)仍保留于連接處。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將護(hù)套(4)再次移除并更優(yōu)選地重復(fù)使用。此處，優(yōu)選使用聚乙烯膜、聚丙烯膜或金屬板作為護(hù)套(4)，用于排氣的開口優(yōu)選地位于最高點(diǎn)。優(yōu)選通過張緊帶(Spanngurt)將膜或金屬板固定在致密無機(jī)材料上。上述位于管道和外殼之間的空腔填充了異氰酸酯組分(a)和多元醇混合物(b)以及(如果合適)其他組分，優(yōu)選通過在高壓或低壓下運(yùn)行的聚氨酯計(jì)量機(jī)器加入。這些聚氨酯體系的原料描述如下所用的異氰酸酯組分(a)為常規(guī)的脂族、脂環(huán)族、和特別是芳族二異氰酸酯和/或多異氰酸酯。特別優(yōu)選二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞苯基-多亞甲基多異氰酸酯的混合物(粗MDI)，在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)。所述異氰酸酯也可以被改性，例如引入脲二酮、氨基甲酸酯、異氰脲酸酯、碳二亞胺、脲基甲酸酯，特別是引入氨基甲酸乙酯基團(tuán)。所述異氰酸酯組分(a)也可以以多異氰酸酯預(yù)聚物的形式使用。這些預(yù)聚物在現(xiàn)有技術(shù)中已知。它們用本身已知的方法制備，通過例如在約80° C的溫度下將上述的多異氰酸酯(a)與具有能夠與異氰酸酯反應(yīng)的氫原子的化合物(優(yōu)選多元醇)反應(yīng)，以形成多異氰酸酯預(yù)聚物。通常對多元醇多異氰酸酯的比例進(jìn)行選擇，使得預(yù)聚物中的NCO 含量為8至25重量％，優(yōu)選10至22重量％，特別優(yōu)選13至20重量％。特別地，將粗MDI用于生產(chǎn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，對異氰酸酯組分(a)進(jìn)行選擇，使得其粘度低于600mPas，優(yōu)選100至600mPas，特別優(yōu)選120至400mPas，特別地為180至320mPas，根據(jù)DIN 53019在25。C下測定。作為能夠與多異氰酸酯反應(yīng)的化合物(成分或組分b)，可以使用通常已知的為此目的的多元醇?？赡苁褂茫?，具有至少兩個(gè)能與異氰酸酯反應(yīng)的基團(tuán)、即至少兩個(gè)能與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)的氫原子的化合物。實(shí)例為具有OH基團(tuán)、SH基團(tuán)、NH基團(tuán)和/或NH2基團(tuán)的化合物。優(yōu)選的能與異氰酸酯反應(yīng)的化合物是多元醇(成分bl或組分bl)。作為多元醇(bl)，優(yōu)選使用基于聚酯醇和/或聚醚醇的化合物。所述聚醚醇和/或聚酯醇的官能度通常為I. 9至8，優(yōu)選為2. 2至6，特別優(yōu)選為2. 3至5。所述多元醇(bl)的羥基值高于70mg KOH/g，優(yōu)選高于IOOmg KOH/g，特別優(yōu)選高于150mg KOH/g，極特別優(yōu)選200mg KOH/go已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羥基值可用的上限通常為600mg KOH/g，優(yōu)選500mg K0H/g，特別是400mgK0H/g，極特別優(yōu)選350mg K0H/go上述OH值基于多元醇(bl)的總數(shù)計(jì),其不排除混合物中各組分具有更高或更低數(shù)值的可能性。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，滿足對于PIR體系非常低的特征數(shù)就足以實(shí)現(xiàn)在開篇時(shí)所闡述的目的。與PIR體系具有較差的流動(dòng)特性的一般經(jīng)驗(yàn)相反，本發(fā)明泡沫的流動(dòng)性(填充模具的能力)足以填充甚至很大的管道直徑，例如本發(fā)明優(yōu)選的直徑。此外，令人吃驚地，可以將OHN設(shè)置為如此低的數(shù)值以至于體積混合比一即多元醇組分與異氰酸酯組分的比例一為約1:1，而PIR反應(yīng)仍然在少量的PIR催化劑存在下繼續(xù)反應(yīng)至足以得到所需強(qiáng)度的程度。這是非常有利的，因?yàn)楝F(xiàn)有的加工機(jī)器可以無需額外費(fèi)用地加工本發(fā)明優(yōu)選的泡沫，待加工的各組分的量大致相同，由于物流的原因這在離岸項(xiàng)目中是非常重要的。組分(bl)優(yōu)選地包括由已知方法制得的聚醚多元醇，例如由一種或多種在其亞烷基中具有2至4個(gè)碳原子的環(huán)氧烷通過陰離子聚合得到，所述陰離子聚合使用堿金屬氫氧化物(例如氫氧化鈉或氫氧化鉀)或堿金屬醇鹽(例如甲醇鈉、乙醇鈉或乙醇鉀或異丙醇鉀)作為催化劑，添加至少一種含有2至8、優(yōu)選3至8個(gè)結(jié)合形式的活性氫原子的起始分子；或者通過陽離子聚合得到，所述陽離子聚合使用路易斯酸(例如五氯化銻、三氟化硼乙醚等等)或漂白土作為催化劑。合適的環(huán)氧烷為，例如，四氫呋喃、1，3-環(huán)氧丙烷、1，2-或2，3-環(huán)氧丁烷、氧化苯乙烯，和優(yōu)選地環(huán)氧乙烷和1，2-環(huán)氧丙烷。所述環(huán)氧烷可以單獨(dú)使用，連續(xù)地交替使用或作為混合物使用。可能的起始分子為醇，例如甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、季戊四醇、蔗糖、山梨醇以及胺，例如甲基胺、乙基胺、異丙基胺、丁基胺、芐基胺、苯胺、甲苯胺、甲苯二胺(TDA)、萘胺、乙二胺、二乙三胺、4，4’ -亞甲基二苯胺、1，3-丙二胺、1，6-己二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺，等等。也可以使用甲醛、苯酚和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物；甲醛、烷基酚和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物；甲醛、雙酚A和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物；甲醛、苯胺和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物；甲醛、甲酚和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物；甲醛、甲苯胺和二乙醇胺或乙醇胺 的縮合產(chǎn)物；以及甲醛、甲苯二胺(TDA)和二乙醇胺或乙醇胺的縮合產(chǎn)物等等作為起始分子。優(yōu)選使用二甘醇、丙二醇、季戊四醇和甘油作為起始分子。在一個(gè)實(shí)施方案中，多元醇組分(bl)僅含有一種多元醇，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，組分(bl)含有多種多元醇的混合物。為本發(fā)明的目的，催化劑(b2)首先是加速異氰酸酯與多元醇的反應(yīng)的催化劑(b2a)，也可以是促進(jìn)異氰酸酯的三聚——即多異氰脲酸酯(PIR)——形成的催化劑(b2b)，其也被稱作三聚催化劑。催化劑b2a和b2b在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中各自單獨(dú)使用，在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中共同使用。優(yōu)選地將至少一種三聚催化劑(b2a)加入到多元醇中。作為PIR催化劑(b2b)，優(yōu)選使用堿金屬和/或堿土金屬化合物，優(yōu)選堿金屬鹽，例如乙酸鉀、辛酸鉀和甲酸鉀。其他優(yōu)選的堿金屬化合物尤其為，堿金屬氫氧化物(如氫氧化鈉)和堿金屬醇鹽(例如甲醇鈉和異丙醇鉀)以及具有10至20個(gè)碳原子并且如果合適具有側(cè)鏈OH基團(tuán)的長鏈脂肪酸的堿金屬鹽。特別優(yōu)選乙酸鉀作為堿金屬化合物。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，使用PIR催化劑例如三(二烷基氨基烷基)-S-六氫三嗪，特別是三(N，N- 二甲基氨基丙基)-S-六氫三嗪、四烷基氫氧化銨(例如四甲基氫氧化銨)作為三聚催化劑(b2b)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，共同使用堿金屬和/或堿土金屬化合物(優(yōu)選堿金屬化合物)以及PIR催化劑例如三(二烷基氨基烷基)-S-六氫三嗪，特別是三(N，N- 二甲基氨基丙基)-S-六氫三嗪、四烷基氫氧化銨(優(yōu)選四甲基氫氧化銨)。特別地，用于生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫的催化劑(b2a)為強(qiáng)烈加速組分(bl)以及(如果合適)(b4)和/或(b5)的活性氫原子——特別是含羥基的化合物的活性氫原子——與有機(jī)改性或未改性多異氰酸酯(a)的反應(yīng)的化合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，使用堿性胺化合物、優(yōu)選叔胺(例如二甲基芐基胺和/或二甲基環(huán)己基胺)作為催化劑(b2a)。作為胺催化劑，優(yōu)選使用強(qiáng)堿性胺。優(yōu)選的胺為脒，例如2，3-二甲基-3，4，5，6_四氫嘧啶；叔胺，例如三乙基胺、三丁基胺、二甲基芐基胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N-環(huán)己基嗎啉、N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺、N，N，N’，N’ -四甲基丁二胺、N，N，N’，N’ -四甲基己-1，6- 二胺、N，N，N’，N’ -四甲基-2，2’ -氧代雙(乙基胺)、甲基雙(2- 二甲基氨基乙基)胺、雙(二甲基二乙基氨基乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、四甲基二氨基乙基醚、雙(二甲基氨基丙基)脲、二甲基哌嗪、1，2-二甲基咪唑、I-氮雜雙環(huán)[3. 3. 0]辛烷和氨基烷醇化合物，例如三乙醇胺、三異丙醇胺、N-甲基二乙醇胺和N-乙基二乙醇胺和二甲基乙醇胺，其作為膠凝和/或發(fā)泡的催化劑并且促進(jìn)膠凝反應(yīng)以及異氰酸酯與水的反應(yīng)。其他優(yōu)選的膠凝催化劑為二偶氮雙環(huán)i^一烷、1，4- 二氮雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷(Dabco)、I-甲基咪唑，并且更優(yōu)選二甲基環(huán)己基胺。催化劑(b2b)的用量通常為0. 001重量％至2重量％，優(yōu)選0. 01重量％至I重量％，特別優(yōu)選0. 01重量％至0. 5重量％，極特別優(yōu)選0. 01重量％至0. 3重量％的催化劑，基于多元醇混合物(b)的重量計(jì)(但不含物理發(fā)泡劑)。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，即使上述極少量的PIR催化劑已足以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。同樣令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，PIR反應(yīng)對于泡沫中的開孔比例沒有不利影響。組分(b)含有化學(xué)和/或物理發(fā)泡劑作為組分(b3)。優(yōu)選使用化學(xué)發(fā)泡劑。優(yōu)選水或羧酸，優(yōu)選甲酸。特別優(yōu)選的化學(xué)發(fā)泡劑是水。化學(xué)發(fā)泡劑的用量通常為0. I至3重·量％，特別是0. 2至2. 0重量％，特別優(yōu)選0. 3至I. 5重量％，基于組分(b)、優(yōu)選多元醇混合物(b)的重量計(jì)(但不含物理發(fā)泡劑)。如上文所述，在另一個(gè)實(shí)施方案中，多元醇混合物包括物理發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑是可以在用于制備聚氨酯的原料中溶解或乳化、并在聚氨酯形成的條件下蒸發(fā)的化合物。它們優(yōu)選為烴、鹵代烴和全氟烷烴，(例如全氟己烷)、氯氟化碳、以及醚、酯、酮和/或縮醛。它們優(yōu)選的用量優(yōu)選為0. 01重量至20重量％，更優(yōu)選0. I重量％至15重量％，特別優(yōu)選0. 5至10重量％，基于組分b)的總重量計(jì)。特別優(yōu)選使用氟化烴作為發(fā)泡劑。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，多元醇混合物(b)包括泡孔調(diào)節(jié)劑作為組分(b6)。對本發(fā)明而言，泡孔調(diào)節(jié)劑是在發(fā)泡過程中影響泡孔形成、泡孔穩(wěn)定和隨后的開孔的化合物。一個(gè)實(shí)例是 Ortegol 501 (購自 Goldschmidt)。泡孔調(diào)節(jié)劑的用量通常為0. 01至8重量％，優(yōu)選0. 02至6重量％，特別優(yōu)選0. 05
至4重量％，基于多元醇混合物(b)的總重量計(jì)(但不包括物理發(fā)泡劑)。也可以使用多種泡孔調(diào)節(jié)劑的混合物。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，多元醇混合物(b)包括交聯(lián)劑作為組分(b4)。對本發(fā)明而言，交聯(lián)劑是分子量為60g/mol至<400g/mol并具有至少3個(gè)可以與異氰酸酯反應(yīng)的氫原子的化合物。一個(gè)實(shí)例是甘油。交聯(lián)劑的用量通常為I重量％至10重量％，優(yōu)選2重量％至6重量％，基于多元醇混合物(b)的總重量計(jì)(但不包括物理發(fā)泡劑)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，多元醇混合物(b)包括增鏈劑作為組分(b5)以增加交聯(lián)密度。對本發(fā)明而言，增鏈劑是分子量為60g/mol至<400g/mol并具有2個(gè)可以與異氰酸酯反應(yīng)的氫原子的化合物。實(shí)例為丁二醇、二甘醇、雙丙甘醇和乙二醇。增鏈劑的用量通常為I重量％至20重量％,優(yōu)選2重量％至15重量％,基于多元醇混合物(b)的總重量計(jì)(但不包括物理發(fā)泡劑)。組分(b4)和(b5)可以在多元醇混合物中單獨(dú)使用或者結(jié)合使用。為了使異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)形成在泡沫中，指數(shù)優(yōu)選在160至500、特別優(yōu)選160至400、特別是165至300、極特別優(yōu)選170至250、最優(yōu)選180至250的范圍內(nèi)。根據(jù)DIN EN ISO 845，含有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫的總泡沫密度(泡沫總量除以套管的中空體積)優(yōu)選在60kg/m3至500kg/m3、特別優(yōu)選80kg/m3至400kg/m3、特別是90至300kg/m3、極特別優(yōu)選100kg/m3至250kg/m3的范圍內(nèi)。對本發(fā)明而言，總泡沫密度是在開孔硬質(zhì)泡沫所占據(jù)的體積內(nèi)的泡沫密度分布。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，具有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫是多元醇組分B和異氰酸酯組分A的反應(yīng)產(chǎn)物。所述多元醇組分包括至少45至55重量份的多元醇A、15至35重量份的多元醇B和10至30重量份的多元醇C、I. 5至4重量份的泡孔調(diào)節(jié)劑(優(yōu)選購自Goldschmidt具有2009組成的Ortegol 501)、0. 2至0. 8重量份的胺催化劑(優(yōu)選N，N- 二甲基環(huán)己胺)、0. 02至0. 3重量份的三聚催化劑(優(yōu)選乙酸鉀)、以及0. 2至I重量份的水，其中所有引入該多元醇組分B中的組分的重量份加起來為100。多元醇A、B和C在實(shí)施例中更詳細(xì)地記載。在該優(yōu)選實(shí)施方案中的異氰酸酯組分A包括至少一種上述異氰酸酯，優(yōu)選聚合MDI，其向100重量份的多元醇組分B中的加入量優(yōu)選為105至130、優(yōu)選110至125、特別 優(yōu)選114至118重量份。盡管現(xiàn)有技術(shù)已知的體系可以通過沖擊試驗(yàn)(具體為DNV-RP-Fl 11 - Rectangularhammer head (矩形錘頭)),但這僅在相對高的總泡沫密度下才能實(shí)現(xiàn)。在所述特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的泡沫在泡沫密度為120kg/m3時(shí)在沖擊試驗(yàn)中能承受7kJ的沖擊。現(xiàn)有技術(shù)已知的泡沫需要160kg/m3。與之相比，本發(fā)明的泡沫在160kg/m3時(shí)能承受12kJ?，F(xiàn)有技術(shù)已知的泡沫無法做到。所有沖擊數(shù)值適用于不帶護(hù)套進(jìn)行的試驗(yàn)。如果合適，也可以向本發(fā)明的聚氨酯體系中引入添加劑(b6)。對本發(fā)明而言，添加劑(b6)為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)助劑和添加劑，但不包括物理發(fā)泡劑。可以示例性地提及表面活性物質(zhì)、填料、染料、顏料、阻燃劑、抗靜電劑、水解抑制劑和/或抑制真菌和抑制細(xì)菌的物質(zhì)。 本發(fā)明還提供了包裹包括至少兩根彼此連接的管道(I)或其部位的管道連接(8)的方法，其中外層護(hù)套以這樣的方式位于靠近管道連接點(diǎn)的連接區(qū)域在外層護(hù)套和連接管道或管道部分之間的連接區(qū)域中產(chǎn)生空腔，然后在這個(gè)空腔中生成開孔硬質(zhì)泡沫。優(yōu)選使用上文所述的硬質(zhì)泡沫，特別是具有上述組成的聚氨酯泡沫。更優(yōu)選地，在用泡沫包裹管道連接之前，將在連接區(qū)域中所缺少的任意抗腐蝕涂層(2)用抗腐蝕涂層(5)所補(bǔ)充。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，連接管道至少在靠近連接區(qū)域的區(qū)域內(nèi)被夾套(3)所包圍，外層護(hù)套(4)固定在連接區(qū)域和夾套上以在連接區(qū)域(9)中形成空腔，所述空腔的內(nèi)部邊界為管道(I)及其連接(8)、橫向邊界為管道的夾套(3),向外的邊界為外層護(hù)套(4)。將固化形成開孔硬質(zhì)泡沫的體系引入空腔中。該體系優(yōu)選為制造含有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫的體系，該體系優(yōu)選包括至少一種由多異氰酸酯(a)組成的A組分，以及包括能與多異氰酸酯反應(yīng)的化合物(b)的B組分，并且優(yōu)選通過將A組分與B組分混合后立即填入空腔而制得。護(hù)套(4)更優(yōu)選地包括至少一個(gè)填充孔￠)(優(yōu)選在其上側(cè))，以及至少一個(gè)排氣孔(7)(也優(yōu)選地在其上側(cè))，通過這個(gè)孔，在填充所述體系和形成開孔硬質(zhì)泡沫的過程中從空腔中的置換的空氣可以逸出。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，外層護(hù)套的性質(zhì)為其能夠在制備開孔硬質(zhì)泡沫后被再次移除。所述護(hù)套更優(yōu)選地被脫模劑或能防止護(hù)套粘結(jié)到硬質(zhì)泡沫上的非常薄的薄膜覆蓋，從而能協(xié)助移除護(hù)套。本發(fā)明還提供了開孔硬質(zhì)泡沫、優(yōu)選具有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫的用途，用于包裹管道，特別是用于包裹至少兩個(gè)管道的連接點(diǎn)。所述管道優(yōu)選為用于傳輸介質(zhì)、優(yōu)選地為氣體或液體、更優(yōu)選地為礦物油或天然氣、特別優(yōu)選氣體、特別是天然氣的管道。在其他優(yōu)選的實(shí)施方案中，管道鋪設(shè)在水面下；所述管道特別優(yōu)選鋪設(shè)于進(jìn)行拖網(wǎng)捕魚的水中。本發(fā)明在下文中通過實(shí)施例闡述，所述實(shí)施例用于示例說明本發(fā)明的主題，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例
含有能與多異氰酸酯反應(yīng)的化合物(b)的組分B基于以下多元醇混合物
權(quán)利要求
1.至少兩個(gè)管道或者其部位的連接，所述管道或其部位具有靠近所述連接的管道連接區(qū)域，其中所述連接區(qū)域被開孔硬質(zhì)泡沫所包裹。
2.權(quán)利要求I的連接，其中所述硬質(zhì)泡沫為具有異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫。
3.權(quán)利要求I和2中至少一項(xiàng)的連接，其中所述聚氨酯泡沫是至少以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物 (i)多異氰酸酯(a)， (ii)能與多異氰酸酯反應(yīng)的化合物(b)，其包括 (iia)催化劑(b2)，其包括至少一種三聚催化劑(b2b)， (iib)泡孔調(diào)節(jié)劑(b3)， (iic)化學(xué)和/或物理發(fā)泡劑(b4)， 和 (iid)如果合適,交聯(lián)劑(b5), (iie)如果合適，增鏈劑(b6)。
4.權(quán)利要求3的連接，其中組分(a)和(b)的反應(yīng)進(jìn)行時(shí)的異氰酸酯指數(shù)在160至500、更優(yōu)選為160至400、特別優(yōu)選為165至300的范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求3和4中至少一項(xiàng)的連接，其中所述多異氰酸酯是一種包括二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞苯基多亞甲基多異氰酸酯的混合物。
6.權(quán)利要求3至5中至少一項(xiàng)的連接，其中對多異氰酸酯的總量進(jìn)行選擇以使得它們的粘度為110至600mPas，優(yōu)選120至400mPas，特別優(yōu)選180至320mPas，根據(jù)DIN 53019在25° C下測定。
7.權(quán)利要求3至6中至少一項(xiàng)的連接，其中至少一種能與多異氰酸酯反應(yīng)的化合物是多元醇。
8.權(quán)利要求7的連接，其中能與多異氰酸酯反應(yīng)的組分(b)在25°C下測定的粘度為0.11至6Pa * s,優(yōu)選0. 2至4Pa * s,特別優(yōu)選0. 3至3mPa * s,極特別優(yōu)選0. 3至2mPa'k S。
9.權(quán)利要求7和8中至少一項(xiàng)的連接，其中不添加任何化學(xué)發(fā)泡劑(b4)的組分的羥基值在70至600mg KOH/g、優(yōu)選100至500mg KOH/g、更優(yōu)選150至400mg KOH/g并且特別優(yōu)選200至350mg KOH/g的范圍內(nèi)。
10.權(quán)利要求7至9中至少一項(xiàng)的連接，其中多元醇的總官能度在I.9至8、優(yōu)選2. 2至6、更優(yōu)選2. 3至5的范圍內(nèi)。
11.權(quán)利要求3至10中至少一項(xiàng)的連接，其中三聚催化劑(b3)選自乙酸鉀、甲酸鉀和辛酸鉀。
12.權(quán)利要求I至11中至少一項(xiàng)的連接，其中各個(gè)管道的連接區(qū)域的寬度為5cm至80cm，各自在軸向上從管道的連接點(diǎn)開始計(jì)算。
13.權(quán)利要求I至12中至少一項(xiàng)的連接，其中至少一個(gè)管道由金屬組成，并至少在外側(cè)上具有一層抗腐蝕涂層，并被無機(jī)包裹材料所圍繞。
14.一種管道體系，其包括至少一種權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)的連接。
15.一種用泡沫包裹包括至少兩個(gè)彼此連接的管道或者其部位的管道連接的方法，其中外層護(hù)套以這樣的方式位于靠近管道連接點(diǎn)的連接區(qū)域在外層護(hù)套和連接管道或管道部分之間的連接區(qū)域中產(chǎn)生空腔，然后在這個(gè)空腔中生成開孔硬質(zhì)泡沫。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述管道一至少在靠近連接區(qū)域的區(qū)域內(nèi)一被夾套(3)所圍繞，并且外層護(hù)套被固定在連接區(qū)域和夾套上，從而在連接區(qū)域形成一個(gè)空腔，該空腔的內(nèi)部邊界是管道的連接和連接區(qū)域，橫向邊界是管道的夾套，向外的邊界是外層護(hù)套。
17.權(quán)利要求15或16中任一項(xiàng)的方法，其中使用了在制備開孔硬質(zhì)泡沫之后可以再次移除的外層護(hù)套。
全文摘要
本發(fā)明涉及用開孔硬質(zhì)泡沫包裹至少兩個(gè)管道或其部位的連接、所述包裹的制備方法、以及開孔硬質(zhì)泡沫用于保護(hù)兩個(gè)管道的連接的用途。
文檔編號F16L59/14GK102713400SQ201180006292
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者A·豪威-博默爾曼, C·格瑞爾瑟-施米茨, P·亨特曼, W·林德曼 申請人:巴斯夫歐洲公司