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专利号: 202511086334X
申请人: 陇东学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-07
缴费截止日期: 2026-09-07
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摘要:

权利要求书:

1.一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:所述非金属复合绝热材料包括如下重量份的组分:多异氰酸酯30‑50份、聚醚多元醇20‑30份、季戊四醇羟甲基磷酸酯5‑15份、SiO2复合气凝胶5‑10份、硅油1.5‑3.5份、发泡剂1‑5份、催化剂0.5‑2份;

所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、三乙烯二胺中的至少一种;

所述发泡剂包括五氟丁烷、五氟丙烷、一氟二氯乙烷中的至少一种;

所述SiO2复合气凝胶的制备方法,具体包括以下步骤:

A1、将乙二醇和二氯乙烷进行混合后,加入三氟化硼乙醚溶液,在室温条件下进行搅拌,混合均匀后,向反应溶剂中逐滴滴加环氧氯丙烷,滴加完毕后,升高反应温度进行聚合反应,反应结束后,待反应体系冷却至室温后,用饱和碳酸氢钠溶液和去离子水洗涤至中性,减压蒸馏,得到聚环氧氯丙烷;

A2、取步骤A1所制备的聚环氧氯丙烷溶解于无水甲苯中,通入流动氮气,加入三乙胺,混合均与后,加入(3‑氨丙基)三乙氧基硅烷,升高反应温度至60‑80℃,反应9‑15h后,待反应体系冷却至室温后,洗涤,减压浓缩,得到硅氧烷改性聚环氧氯丙烷;

A3、取步骤A2所制备的硅氧烷改性聚环氧氯丙烷溶解于DMF中,加入异氰酸酯类化合物,升高反应温度至70‑100℃,加入二丁基二月桂酸锡,反应12‑18h后,反应结束后,待反应体系冷却至室温后,洗涤、减压浓缩,得到聚氨酯硅氧烷预聚体;

A4、取甲基三甲氧基硅烷溶解于甲醇水溶液中,加入草酸调节pH至2‑4,升高反应温度至50‑70℃,反应4‑6h后,向反应体系中加入步骤A3所制备的聚氨酯硅氧烷预聚体,保持反应温度继续反应6‑8h后,待反应体系冷却至室温后,向反应体系中加入氨水溶液,调节反应体系的pH至7.5‑8.0,置于60℃下老化6‑12h后,通过喷雾干燥法,制成SiO2复合气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:在步骤A1中,所述乙二醇、三氟化硼乙醚溶液和二氯乙烷之间的体积比为5‑15:5‑10:70‑90;所述环氧氯丙烷与乙二醇之间的体积比为20‑50:5‑10。

3.根据权利要求2所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:在步骤A1中,聚合反应的反应温度为40‑60℃,聚合反应的反应时间为8‑12h。

4.根据权利要求3所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:在步骤A2中,所述三乙胺的添加体积为无水甲苯体积的3%‑8%;所述(3‑氨丙基)三乙氧基硅烷与步骤A1中环氧氯丙烷之间的体积比为1‑3:4‑10。

5.根据权利要求4所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:在步骤A3中,所述异氰酸酯类化合物包括环己基异氰酸酯、异氰酸己酯、异氰酸戊酯、异氰酸丙酯、异氰酸叔丁酯、异氰酸正丁酯、环戊基异氰酸酯中的至少一种;所述异氰酸酯类化合物在DMF中的体积分数为7%‑14%;所述二丁基二月桂酸锡与异氰酸酯类化合物之间的质量体积比为

10.5‑20mg:7‑14mL。

6.根据权利要求5所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料,其特征在于:在步骤A4中,所述甲基三甲氧基硅烷、甲醇和去离子水之间的体积比为1‑3:3‑10:1‑4。

7.一种根据权利要求6所述的LNG储罐用非金属复合绝热材料的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

S1、取羟甲基磷酸二乙酯溶解于去离子水中,加入稀盐酸水溶液,调节pH至1,升高反应温度进行水解反应,反应结束后,待反应体系冷却至室温后,加入氢氧化钠水溶液,中和反应体系,干燥后,得到羟甲基磷酸,溶解于去离子水中得到羟甲基磷酸溶液,4℃保存,备用;

S2、取季戊四醇溶解于1,4‑二氧六环中,加入路易斯酸催化剂,混合均匀后,升高反应温度逐滴加入步骤S1所制备的羟甲基磷酸溶液,滴加完毕后进行一阶反应,反应结束后,继续升高温度进行二阶反应,反应结束后,过滤,收集反应产物,用1,4‑二氧六环进行洗涤,干燥后,得到季戊四醇羟甲基磷酸酯;

S3、取聚醚多元醇和季戊四醇羟甲基磷酸酯混合均匀后,加入催化剂、去离子水和泡沫稳定剂,混合均匀后,加入SiO2复合气凝胶,加入多异氰酸酯,高速混合,转移至模具中进行发泡,固化后,得到非金属复合绝热材料。

8.根据权利要求7所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述羟甲基磷酸二乙酯在去离子水中的质量浓度为0.1‑0.168g/mL;水解反应的反应温度为50‑70℃,水解反应的反应时间为2‑4h。

9. 根据权利要求8所述的一种LNG储罐用非金属复合绝热材料的制备方法,其特征在于:所述季戊四醇羟甲基磷酸酯的制备原料为羟甲基磷酸二乙酯与季戊四醇,所述羟甲基磷酸二乙酯与所述季戊四醇之间的质量比为 1:0.32‑0.4;在步骤S2中,所述路易斯酸催化剂的添加质量为季戊四醇质量的0.4%‑0.6%;一阶反应的反应温度为40‑60℃,一阶反应的反应时间为9‑18h;二阶反应的反应温度为80‑90℃,二阶反应的反应时间为4‑8h。