[發明專利]用于海底管道絕緣材料的聚氨酯彈性體

有效

• 申請號: 201380079377.4
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN105518044B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: A·斯蒂芬遜;E·雷克斯羅德
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/76;C08G18/22;C08G18/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

類似于基于汞催化劑的體系固化的聚氨酯體系含有1，4?丁二醇和羧酸鋅催化劑。這些體系類似于基于汞催化劑的體系固化和提高生強度。這些體系對制造用于海底管道安裝的絕緣管接合點尤其有用。

技術領域

本發明涉及用作海底管絕緣材料的聚氨酯彈性體。

背景技術

除其它用途以外，在全球范圍內海底管道與油氣生產結合使用。這些管道可能延伸若干英里的長度。由于其廣大的長度，管必須以區段形式制造，區段在管道鋪設之前接合在一起。

管常常需要熱絕緣。許多的絕緣材料可在管區段制造之后不久并適當地在海底安設之前施用。然而，管區段的端部保持裸露，如此它們可接合在一起從而形成管道。在多數情況下，在管區段接合以及管鋪設時，絕緣材料現場施用?；蛘?，可在通常位于海岸上的“管預制基地”處應用節段接合和絕緣材料施用。在這些情況下，經組裝且絕緣的管直接卷繞到線軸上用于后續運輸和海上應用。聚氨酯彈性體常常用作接合絕緣材料，因為其可容易現場施用。通過圍繞管接合點置放模具并將液體聚氨酯前驅體引入到模具中來施用絕緣材料。前驅體自發地反應并固化，形成絕緣材料。為提高生產率，常常在聚氨酯徹底地固化之前去除模具。替代地，當聚氨酯硬化到剛好足夠來保持其形狀時，在固化的中間狀態去除模具。在去除模具之后，聚氨酯將繼續固化并提高物理特性。

在去除模具時，聚氨酯的初始強度通常被稱為“生強度”。在管道接合絕緣體中生強度是非常重要的，因為絕緣管道緊接在脫模之后將經歷撓曲應力和壓縮應力。撓曲可能隨著管降入海洋內出現，并且壓縮可能隨著管被張力器抓持或被輥支撐出現。在接合點處的聚氨酯絕緣材料必須快速產生足夠的強度來承受這些應力而不開裂、塌陷或與鄰接絕緣材料或下面的管分離。

幾十年來聚氨酯澆注彈性體配方基于汞催化劑。這些催化劑提供緩慢初始固化(留出時間混合聚氨酯前驅體并將其分配到模具中)接著快速固化。在這種管道組裝過程中，基于這些汞催化劑的聚氨酯體系快速提高生強度。這種使得模具更快去除并使得管道更快速組裝和安放。汞催化劑的另一優點是它們在固化溫度范圍內提供有利的固化特征。這對于像這種管組裝操作的現場應用(其中固化條件不可以仔細控制并且固化溫度變化是常見的)是特別優選的。

不利的是，汞催化劑正被淘汰并且需要開發替代體系。其它催化劑體系不能夠復制基于汞的體系的固化特征。仍存在找到具有適合用于海底管道接合應用的固化特征的聚氨酯彈性體體系的問題。

發明內容

在一個方面中，本發明是用于組裝管節段的方法，其包括以下步驟：

a)提供第一長度的絕緣管和第二長度的絕緣管，每個具有至少一個不含絕緣材料的裸露端部；

b)將第一長度的絕緣管的裸露端部接合到第二長度的絕緣管的裸露端部以形成存在于第一長度的絕緣管和第二長度的絕緣管的絕緣材料之間的間隙中的接合點，以及

c)將形成可固化聚氨酯的反應混合物引入到間隙中并將反應混合物固化以在第一長度的絕緣管和第二長度的絕緣管的絕緣材料之間的間隙中形成固化的聚氨酯彈性體，所述彈性體覆蓋接合點并粘附到在間隙的每一側上的絕緣材料，其中反應混合物包含羥基當量重量至少為1000的的至少一種聚醚多醇、每100重量份聚醚多醇1重量份至20重量份的1，4-丁二醇、以得到異氰酸酯指數為80至130的量的芳香族多異氰酸酯以及羧酸鋅催化劑。

本發明也是固化的聚氨酯彈性體，其是形成可固化聚氨酯的反應混合物的反應產物，所述反應混合物包含羥基當量重量至少為1000的的至少一種聚醚多醇、每100重量份聚醚多醇1重量份至20重量份的1，4-丁二醇、以得到異氰酸酯指數為80至130的量的芳香族多異氰酸酯以及羧酸鋅催化劑。

出人意料地，通過選擇1，4-丁二醇作為這種聚氨酯體系中的擴鏈劑連同羧酸鋅催化劑，體系固化并提高生強度極類似于基于汞催化劑的常規體系。使用鋅催化劑連同其他二醇擴鏈劑(如二乙二醇)并得不到這種理想的效果，使用1，4-丁二醇作為擴鏈劑連同其它非汞催化劑也得不到這種理想的效果。