[发明专利]三维方向增强型聚氨酯保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维方向增强型聚氨酯保温材料，包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、碳纤维‑玻纤混织三维网、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、表面活性剂、复配催化剂和物理发泡剂。本发明还公开了此种保温材料的制备方法。本发明在配方中使用了碳纤维‑玻纤混织三维网，相比其它的增强型聚氨酯硬泡材料，材料在三维方向均得到增强；且配方中使用了水份含量极低的聚醚多元醇和聚酯多元醇，材料导热系数更低，所制备材料能在‑173℃超低温环境使用，产品密度在50‑100kg/m³，在20℃条件下，产品导热系数小于23mw/m.k，闭孔率大于98％。

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯保温材料，特别是一种三维方向增强型聚氨酯保温材料及其制备方法。

背景技术

液化天然气是公认的最清洁能源，随着我国对环境保护的日益重视，对液化天然气的需求正日益剧增。液化天然气的存贮和运输需要用到在超低温环境下保持高绝热性、高强度及高稳定性的保温材料。

普通的聚氨酯材料具有绝佳的保温性能，然而它在超低温下会发生严重收缩无法保持其在常温下的力学强度。通常可以采用与廉价的玻纤进行复合来增强聚氨酯材料在低温下的力学性能和尺寸稳定性，并通过加入一定的阻燃剂来提高聚氨酯的阻燃等级。

专利2007101441393(公开号CN101235128A)公开一种使用连续纤维增强的密度在400-800kg/m³的聚氨酯泡沫材料，但材料适用于“承载结构材料”，并不能用于超低温环境下的保温。

专利2006101282439(公开号CN101191010A)公开了连续纤维增强的聚氨酯泡沫材料，但材料同样无法用作超低温保温材料。

专利200610058849X(公开号CN1834130A)公开了一种密度在115-135kg/m³压缩强度在1.4-1.7MPa的保温材料，但专利对材料的保温性能并没有给出详细的导热系数；

专利2010101347270(公开号CN101781395A)公开一种密度在40-80kg/m³的短玻纤增强的聚氨酯保温材料，然而专利并没有提到材料在超低温情况下的力学性能。

专利2013102559538(公开号CN103382263B)发明公开了一种环保型发泡剂生产聚氨酯硬质泡沫的方法，该方法可以克服预混料的储存不稳定问题，又不会对催化剂的使用产生限制，但该专利所涉及产品为常温下使用的密度在50kg/m³以下的聚氨酯硬泡材料。

专利2016100894643(公开号CN107090074A)公开了一种以连续玻纤毡为增强材料的高阻燃型玻纤增强硬质聚氨酯超低温保温材料及其制法，但该专利产品密度为110-140kg/m³，密度过高导致系数偏高，并不适用于LNG陆上储罐的应用；

专利2016100963709(公开号CN107099018A)公开了一种环保型发泡剂生产的耐超低温无卤阻燃玻纤增强型硬质聚氨酯保温材料及其制备方法，但该专利产品密度为110-130kg/m³，且增强材料同样为连续玻纤毡，主要增强方向为材料的X/Y方向，但材料密度偏大，导热系数偏高，且材料的Z方向并未得到有效增强，无法保证储罐底部区域承压区材料的性能要求，同样不适用与LNG陆上储罐的应用。

为兼顾LNG在存储过程安全性和经济性，需要确保材料三维方向强度的同时进一步降低材料的导热系数。而现有技术尚未具有密度在50-100kg/m³之间，X/Y/Z三维方向都得到增强的可应用于薄膜型LNG陆上储罐用的聚氨酯保温材料的技术存在。

发明内容

发明目的：为解决现有技术无法实现密度在50-100kg/m³之间，X/Y/Z三维方向都得到增强的可应用于薄膜型LNG陆上储罐用的聚氨酯保温材料的问题。