組合聚醚、原料組合物、聚氨酯泡沫及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種管道接頭用澆注型組合聚醚、聚氨酯原料組合物、聚氨酯泡沫及 其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯硬質(zhì)泡沫由于其優(yōu)質(zhì)的保溫性能，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，已經(jīng)逐漸應(yīng)用到隔 熱保溫管道的領(lǐng)域。該些隔熱保溫管道均為在工廠內(nèi)在設(shè)定的可控條件下進(jìn)行生產(chǎn)，而管 道連接只能在施工現(xiàn)場(chǎng)的天氣條件下進(jìn)行，并且在連接處焊接完成后仍舊需要進(jìn)行額外的 保溫工作。
[0003] 目前，對(duì)于隔熱保溫的管道連接，國(guó)內(nèi)主要采用的是瀝青澆筑的接頭技術(shù)，瀝青澆 筑存在一定的缺陷，其在使用過(guò)程中需要現(xiàn)場(chǎng)加熱高溫，操作時(shí)間長(zhǎng)以及操作安全差，易導(dǎo) 致?tīng)C傷，同時(shí)瀝青在加熱過(guò)程中散發(fā)的氣味也是對(duì)工人健康產(chǎn)生極大的影響，而且封頭處 填充效果不一定好，加熱過(guò)程也一定程度增加施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量和鋪設(shè)管道的速度。聚氨 酯泡沫由兩種物料混合好后即可快速發(fā)泡，易運(yùn)輸、操作簡(jiǎn)單、毒副作用小、導(dǎo)熱系數(shù)低。中 國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102731992A公開(kāi)了一種用于海底管道接頭的全水開(kāi)孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫，一 方面其導(dǎo)熱系數(shù)高，與良好保溫系數(shù)的管道連接會(huì)形成一定的冷熱橋，另一方面其泡沫密 度較高，綜合成本較高，該特殊的性能主要是為了滿足海底特殊環(huán)境而應(yīng)用的。此外，在陸 地環(huán)境下，現(xiàn)有技術(shù)也有人使用聚氨酯泡沫作為隔熱保溫的管道連接，但是應(yīng)用范圍并不 廣泛，并沒(méi)有針對(duì)特殊工藝條件而特別設(shè)計(jì)的聚氨酯組合聚醚，如普通的聚氨酯泡沫在高 溫和低溫條件下的操作寬容度較低，高溫使用時(shí)可能反應(yīng)速度過(guò)快，混合還不夠充分時(shí)就 已經(jīng)發(fā)泡，導(dǎo)致泡孔粗、保溫性差、強(qiáng)度低等缺陷，而溫度低時(shí)，存在發(fā)泡倍率低、反應(yīng)速度 慢、制得泡沫脆性大等問(wèn)題；另外現(xiàn)有的聚氨酯泡沫一般都不阻燃，而管道保溫泡沫均有阻 燃要求，因此接頭處的保溫也需要阻燃性。綜上所述，在陸地環(huán)境下開(kāi)發(fā)一種施工簡(jiǎn)便、熟 化快速、綜合成本低、可以適應(yīng)較差極端環(huán)境（例如高溫、大風(fēng)、寒冷等天氣條件）的、綜合 性能好的管道接頭用聚氨酯泡沫是亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中隔熱保溫的管道連接主要采用瀝青澆注時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)加 熱高溫，操作時(shí)間長(zhǎng)以及操作安全差，易導(dǎo)致?tīng)C傷，同時(shí)瀝青在加熱過(guò)程中散發(fā)的氣味也是 對(duì)工人健康產(chǎn)生極大的影響，而且封頭處填充效果不一定好，加熱過(guò)程中增加了施工現(xiàn)場(chǎng) 的工作量和鋪設(shè)管道的速度；以及用于海底管道接頭的全水開(kāi)孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫一方面其 導(dǎo)熱系數(shù)高，與良好保溫系數(shù)的管道連接會(huì)形成一定的冷熱橋，另一方面其泡沫密度較高， 綜合成本較高，還有現(xiàn)有技術(shù)中采用聚氨酯泡沫作為隔熱保溫的管道連接時(shí)，應(yīng)用范圍不 廣泛，極端天氣的適應(yīng)性差，在高溫和低溫條件下操作寬容度低，再加上其一般都不阻燃的 缺陷，提供了一種組合聚醚、原料組合物、聚氨酯泡沫及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的硬質(zhì) 聚氨酯泡沫導(dǎo)熱系數(shù)低、壓縮強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性高、吸水率低、粘結(jié)力高，且該泡沫的制備 方法簡(jiǎn)便，操作安全，環(huán)境友好，使用范圍廣，極端天氣適應(yīng)性高，可以適應(yīng)如高溫、大風(fēng)、寒 冷等較差的陸地環(huán)境，在室溫為5?40°C的氣溫條件下均可進(jìn)行生產(chǎn)，施工快速，泡沫熟化 速度快，從混合到泡沫成型熟化時(shí)間短，10分鐘即可。硬質(zhì)聚氨酯泡沫在管道連接中應(yīng)用 時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)能夠達(dá)到與管道同等值，最大限度的減少了冷熱橋現(xiàn)象，減少了管道接頭處 的熱/冷損失，其綜合成本低，具有一定的保溫阻燃性。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明提供了一種組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分：多元醇100份，表面活 性劑1?4份，化學(xué)發(fā)泡劑0. 3?1. 3份，催化劑1?3份，阻燃劑15?30份和物理發(fā)泡 劑15?30份；
[0007] 其中，所述多元醇為聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和苯酐聚酯多元醇的混合物，所 述聚醚多元醇A為40?60份，所述聚醚多元醇B為20?40份，所述聚酯多元醇為10? 20份；所述聚醚多元醇A以蔗糖、甘油為起始劑，在25°C時(shí)粘度為7000?9000mPa?s， 羥值440?460mgK0H/g;所述聚醚多元醇B以山梨醇為起始劑，在25°C時(shí)粘度為5400? 6200mPa?s，羥值480?520mgK0H/g;所述苯酐聚酯多元醇在25°C時(shí)粘度為2000? 3000mPa?s，羥值 300 ?330mgK0H/g。
[0008] 較佳地，所述的組合聚醚，其由下述重量份數(shù)的組分組成：所述多元醇100份，所 述表面活性劑1?4份，所述化學(xué)發(fā)泡劑0. 3?1. 3份，所述催化劑1?3份，所述阻燃劑 15?30份和所述物理發(fā)泡劑15?30份。
[0009] 較佳地，所述的組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分：所述多元醇100份，所述 表面活性劑1. 5?3份，所述化學(xué)發(fā)泡劑0. 5?1. 2份，所述催化劑1. 5?2. 5份，所述阻 燃劑20?30份和所述物理發(fā)泡劑17?28份。
[0010] 更佳地，所述的組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分：所述多元醇100份，所述 表面活性劑2?3份，所述化學(xué)發(fā)泡劑0. 8?1. 1份，所述催化劑1. 8?2. 2份，所述阻燃 劑22?26份和所述物理發(fā)泡劑20?24份。
[0011] 本發(fā)明中，所述的聚醚多元醇A較佳地為SU-450L，購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé) 任公司。所述聚醚多元醇B較佳地為NJ-6035C，購(gòu)于句容寧武新材料發(fā)展有限公司。所述 的苯酐聚酯多元醇較佳地為PS-3152,購(gòu)于南京金陵斯泰潘化學(xué)有限公司。
[0012] 本發(fā)明中，所述的表面活性劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的表面活性劑，一般可為硅酮類(lèi) 表面活性劑和/或非硅酮類(lèi)表面活性劑，較佳地為表面活性劑B8545和/或DabcoLK221。 所述表面活性劑B8545的生產(chǎn)廠家為贏創(chuàng)德固賽（中國(guó)）投資有限公司，所述DabcoLK221 的生產(chǎn)廠家為空氣化工產(chǎn)品公司。
[0013] 所述的化學(xué)發(fā)泡劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的化學(xué)發(fā)泡劑，較佳地為水，更佳地為去離 子水。
[0014] 所述的催化劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的胺類(lèi)和/或金屬類(lèi)催化劑。所述催化劑較佳地 為乳白型催化劑、凝膠型催化劑和三聚催化劑。所述乳白型催化劑主要催化NC0/H20，較佳 地包括雙（二甲氨基乙基）醚和/或五甲基二乙基三胺。所述凝膠型催化劑主要催化NC0/ 0H，較佳地包括二甲基環(huán)己胺、N，N-二甲基芐胺、二月桂酸二丁基錫和三乙基二胺中的一種 或多種。所述三聚催化劑主要催化NC0/NC0,較佳地包括1，3, 5-三（二甲氨基丙基）-六氫 三嗪。所述的催化劑較佳地為所述乳白型催化劑、所述凝膠型催化劑和所述三聚催化劑復(fù) 配使用，更佳地為五甲基二乙基三胺、二甲基環(huán)己胺和1，3, 5-三（二甲氨基丙基）-六氫三 嗪以（0?0. 5) : (1. 0?1. 4) : (0. 6)的質(zhì)量比復(fù)配使用。
[0015] 所述的阻燃劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的阻燃劑，可以為液體阻燃劑，也可以為固體阻 燃劑，較佳地為液體阻燃劑。所述的液體阻燃劑一般為不含羥基的磷酸酯和/或鹵代磷酸 酯類(lèi)有機(jī)化合物，較佳地為三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2-氯丙基）磷酸酯、三（1，3-二氯 丙基）磷酸酯、三（2, 3-二溴丙基）磷酸酯、四（2-氯乙基）亞乙基二磷酸酯、甲基磷酸二 甲酯、乙基磷酸二乙酯、丙基磷酸二甲酯、磷酸三異丙基苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷 酸三甲苯酯和磷酸二苯甲苯酯中的一種或多種，更佳地為三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2-氯 丙基）磷酸酯、乙基磷酸二乙酯和磷酸三乙酯中的一種或多種。所述的固體阻燃劑一般為 各種無(wú)機(jī)物，較佳地為氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、鉬酸銨和聚磷酸銨中的一種或多種。
[0016] 所述的物理發(fā)泡劑為本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)使用的物理發(fā)泡劑，一般為低沸點(diǎn)有機(jī)物，如 烷烴系列和/或鹵代烴系列，較佳地為鹵代烴系列。所述的烷烴系列較佳地包括正戊烷、 異戊烷、環(huán)戊烷和正丁烷中的一種或多種。所述的鹵代烴系列較佳地包括一氟二氯乙烷 (HCFC-141B)、二氟一氯甲烷（HCFC-22)、1，3, 3, 3-五氟丙烷（HFC-245fa)、1，1，1，3, 3-五氟 丁烷（HFC-365mfc)和1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷（HFC-227ea)中的一種或多種，更佳地為 1，1，1，3, 3-五氟丁烷（HFC-365mfc)和 1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷（HFC-227ea)混合的復(fù) 合物理發(fā)泡劑，最佳地為1，1，1，3, 3-五氟丁烷（HFC-365mfc)和1，1，1，2, 3, 3, 3-七氟丙烷 (HFC-227ea)以93 :7的重量比混合的復(fù)合物理發(fā)泡劑。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種組合聚醚的制備方法，其可按本領(lǐng)域的常規(guī)方法進(jìn)行制備， 較佳地將上述各組分按其重量組分在常溫下攪拌混合，放料即可。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種聚氨酯原料組合物，其包括所述的組合聚醚以及多苯基多亞 甲基多異氰酸酯。
[0019] 其中，所述的組合聚醚和所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯的質(zhì)量比可根據(jù)本領(lǐng) 域常規(guī)方法選擇，較佳地為（1 :1.〇)?（1 :1.4)，更佳地為（1 :1. 1)?（1 :1.2)，最佳地為 1 ：1, 15〇
[0020] 所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯，又稱(chēng)聚合MDI，俗稱(chēng)粗MDI，較佳地為異氰酸 酯PM200、異氰酸酯44V20、異氰酸酯M20S、異氰酸酯MR200和異氰酸酯5005中的一種或多 種。所述異氰酸酯PM200為煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯股份有限公司生產(chǎn)。所述異氰酸酯44V20為拜 耳材料科技（中國(guó)）有