[发明专利]海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法。

背景技术

在海洋能源尤其是石油、天然气的开采中，为防止海下低温引起的天然气水合物和石油蜡状物的形成而堵塞管道，造成事故的发生，油气输送管道必须采用具有一定厚度保温防护层的管道进行输送，而此类管道主体的防护、保温及防腐层是在工厂内由专用设备预制完成，其防护层及保温防腐层的质量比较可靠。因此，在海洋现场铺设过程中，接口的防护与填充则是保障海底管道安全运行的关键。

早期的海底保温管道接口处的填充，主要采用沥青玛蹄脂+砂石混合浇注工艺，加工成形过程中需要加热到200℃以上，这样会易引起防腐层烧伤或燃烧，且施工环境烟雾大，产生有害气体、污染环境，对海水及海洋生物也构成威胁，而且补口材料强度低（1.5～5MPa），影响管道的整体保温效果，难以保证海底管道的安全运行，目前在局部海域已禁止使用。

目前，国外广泛应用的是聚氨酯接头技术，但这种接头技术（尤其是接头材料的配制）只有少数国外几家公司掌握。国内关于管道的接口技术主要集中在管道接口的防腐保温结构设计，如200520103653.9、200520026468.4。关于海底管道现场接口用非发泡聚氨酯节点材料的配制所公开的专利较少，专利201210258634.8公布了一种海底管道接头的全水开孔硬质聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫塑料导热系数较低，保温效果好，但闭孔率达不到100%，造成材料吸水率高，抗压强度低，不适合深海湿式保温管道接口的防护应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料及其制备方法。

本发明所提供的一种海底油气管道接口湿式保温用聚氨酯节点材料，其由组分A和组分B制成；

所述组分A由聚醚多元醇、扩链剂和催化剂组成；

所述组分B为三聚改性异氰酸酯或其衍生物，所述组分B中，NCO的质量百分含量为10～30%；

所述组分A与所述组分B的质量比为0.25～6：1。

上述的聚氨酯节点材料中，所述组分B中NCO的质量百分含量可为19.55%～23.09%、19.55%、21.72%、22.55%或23.09；

所述组分A与所述组分B的质量比具体可为1.17：1、1.19：1、1.2：1或1.28：1。

上述的聚氨酯节点材料中，所述组分A中，所述聚醚多元醇、所述扩链剂与所述催化剂的质量比可为12～70：2～20：0.001～4，具体可为459.83～462.88：68.6～81.48：2.85、462.88：81.48：2.85、462.43：79.56：2.85、462.73：76.61：2.85或459.83：68.6：2.85。

上述的聚氨酯节点材料中，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇I和聚醚多元醇II组成，

所述聚醚多元醇I的羟值可为28～250mgKOH/g，如150～190mgKOH/g，所述聚醚多元醇II的羟值为14～400mgKOH/g，如50～60mgKOH/g；

所述聚醚多元醇I与所述聚醚多元醇II的质量比可为1～15：20～55，具体可为47.66：415.22、47.21：415.22、45.51：415.22或44.61：415.22。

上述的聚氨酯节点材料中，所述聚醚多元醇I可为棕榈油多元醇、大豆油基多元醇、蓖麻油基多元醇、端羟基聚丁二烯多元醇和以3官能度小分醇或醇胺或4官能度小分子醇为起始剂、环氧乙烷/环氧丙烷为聚合单体的聚醚多元醇中的一种或多种；

所述聚醚多元醇II可为聚四氢呋喃醚二醇、聚丙二醇、聚乙二醇及它们的共聚醚中的一种或多种。

上述的聚氨酯节点材料中，所述扩链剂可为1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己二醇、氢化双酚A、1,6-己二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二乙基甲苯二胺或3,5-二甲硫基甲苯二胺。

上述的聚氨酯节点材料中，所述催化剂为有机胺类催化剂或其盐（如三乙烯二胺（TEDA）、1,8-二氮杂双环（5,4,0）十一碳烯-7或其有机盐（如苯酚盐、2-乙基己酸盐或甲酸盐）或有机金属类催化剂（如有机锡、有机铋、有机锌、乙酰丙酮镍或乙酰丙酮锆），如Aladdin reagent公司生产的催化剂CT-2X。