[发明专利]罐的隔热主体的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫块状物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纤维的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫块状物(20)，其中泡沫块状物沿其厚度E包括两个外周区域，即从该块状物的顶面向底面延伸的上外周区域，以及从该块状物的底面延伸的下外周区域，这两个区域沿该块状物的厚度E各自占至多20％，并且由中间区域间隔开；并且上外周区域和下外周区域分别具有的纤维密度T_f上部和T_f下部能够满足2/3≤T_f上部/T_f下部≤3/2，并且中间区域的纤维密度T_f中间小于外周区域的密度，即：T_f中间T_f上部且T_f中间T_f下部。

技术领域

本发明的主题是装配在隔热主体中的纤维增强的聚氨酯(PUR)和/或聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫块状物，考虑到它们的特定应用，该泡沫块状物必须表现出非常特殊的机械特性和热特性，同时能够尽可能经济地生产。所述泡沫块状物用集成在膜式结构(也称为集成罐)的罐中或用在为A型、B型或C型的自支撑/半支撑式的罐中，用于容纳极冷的流体(称为低温流体)，诸如特别是液化天然气(LNG，法语缩写为GNL)或液化石油气(LPG，法语缩写为GPL)。

更具体地，本发明涉及使用这种泡沫的密封隔热罐、配备有至少一个这种罐的船舶、装载/卸载这种船舶的方法和用于容纳在这种船舶中的液体产品的输送系统。

本发明还涉及由至少一种聚异氰酸酯和至少一种多元醇来制备这些泡沫块状物的方法。

背景技术

聚氨酯PUR泡沫是一种多孔隔热材料，由细小泡孔(fine cell)组成，储存具有低热导率气体。PUP泡沫用于大量应用中，诸如以柔性PUR泡沫的形式用在汽车工业中，或以刚性PUR泡沫的形式用在隔热材料。聚氨酯型泡沫的形成是本领域技术人员公知的。其形成涉及多元醇(带有至少两个羟基的化合物)、聚异氰酸酯(带有至少两个异氰酸酯-NCO官能团的化合物)和膨胀剂(也由“发泡剂”一词表示)之间的多组分反应。该缩合反应特别是通过碱性和/或亲核性的化合物来催化，诸如通过叔胺或金属-羧酸盐配合物，如锡盐或铋盐来催化。常规用于制造PUR泡沫的多元醇是聚醚多元醇或聚酯多元醇。因此，形成PUR泡沫需要大量化合物。

聚异氰脲酸酯(PIR)和聚氨酯/聚异氰脲酸酯(PUR-PIR)泡沫也用于建筑业(建造/翻新)，并表现出提供比PUR更好的防火性能以及更大的抗压强度的优势。用于形成这些泡沫的方法类似于用于形成PUR泡沫的方法。这是因为PUR、PIR和PUR-PIR泡沫的获得取决于异氰酸酯/多元醇比。

PUR、PIR和PUR-PIR泡沫是本领域技术人员公知的。然而，纤维的添加带来了特定的技术问题，例如需要对纤维进行良好的浸渍，从而导致目前不存在至少在局部表现出相对高含量纤维的泡沫。

实际上，在特定于将此类泡沫用在罐隔热主体的技术领域中，所述主体暴露在罐内部空间的面会经受非常低的温度，例如在LNG的情况下约-160℃，而罐的外部空间(通常是船舶的船体)常常表现出较高的环境温度，至少等于，实际上甚至远高于所考虑的周围空气或海洋温度的环境温度(20℃左右)。

因此，在用于这种罐隔热主体中时，PUR、PIR和PUR-PIR泡沫块状物将在装载极冷流体(称为低温流体)的期间经受沿其厚度的非常显著的温度梯度，这造成泡沫块状物的不均匀收缩现象。泡沫块状物的这种不均匀收缩引起双金属效应(bimetal effect)，从而导致块状物因该块状物沿厚度的不均匀收缩而沿其纵向轴线下垂(sagging)，而两端显著提升的趋势。由于泡沫块状物通常机械地或通过粘合剂粘合而固定，因此该下垂严重降低了PUR、PIR和PUR-PIR泡沫块状物的可利用机械性能，实际上甚至局部地降低了隔热主体(集成根据本发明的泡沫块状物)的热性质。