一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管及其制備方法技術

本發明專利技術公開一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管及其制備方法，包括分子量在1000~3000的聚四氫呋喃二醇、純度為80%~100%的甲苯二異氰酸酯、二鄰氯二苯胺甲烷、N，N`—二甲苯基對苯二胺，經過表面改性處理的納米二氧化硅，經過酸化處理的納米蒙脫土。本發明專利技術制備的復合管具有高耐磨性、回彈性好、耐熱性好、抗張強度高、耐水解性突出，大大提高了管道運輸的效率的優點。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術公開一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管及其制備方法。
技術介紹
：??目前管道輸送用管道選材種類繁多，有硬質復合管（包括鑄石、陶瓷、碳化硅復合管及雙金屬管）、軟質復合管（包括鋼橡、鋼塑、鋼聚氨酯、超高分子量聚乙烯復合管）、單質管（包括普通鋼管、貝氏體鋼管、特種鋼管、超高分子量聚乙烯及其他塑料裸管）等。其中鑄石管、陶瓷管、碳化硅管、鋼橡管等，在我國已有十幾年的生產和應用歷史，由于產品固有的某種缺陷或不足，如鑄石管、陶瓷管，碳化硅管的重量重安裝維護不便、彎頭等管件不耐沖擊易脫落、焊接連接時管道質量不同一存在明顯薄弱環節；鋼橡管的抗磨能力略顯不足、抗負壓能力差易發生鼓包、脫褲子的故障；超高分子量聚乙烯管作為國際上已經普遍采用的新型抗磨管道材料，在我國的研究、開發、生產也有了數年的歷史。目前國內超高分子量聚乙烯鋼塑管由于技術的不成熟性，很難生產出真正意義上的超高分子量聚乙烯，在攀西地區應用時，并未能適應其特殊工況條件和氣候特點，在抗磨能力和熱膨脹應力方面普遍還存在不小的問題。
技術實現思路
：本專利技術的目的是為了克服以上的不足，提供一種高耐磨性、回彈性好、耐熱性好、抗張強度高、耐水解性突出、與金屬粘接好、耐振動及戶外耐候性好的納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管及其制備方法。本專利技術的目的通過以下技術方案來實現：一種納米復合體系改性聚氨酯橡膠，包括分子量在1000~3000的聚四氫呋喃二醇、純度為80%~100%的甲苯二異氰酸酯、二鄰氯二苯胺甲烷、N，N`—二甲苯基對苯二胺，經過表面改性處理的納米二氧化硅，經過酸化處理的納米蒙脫土，所述聚四氫呋喃二醇：甲苯二異氰酸酯：二鄰氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基對苯二胺：納米二氧化硅：納米蒙脫土的質量比為75%~77.5%：19%~21.5%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%：0.25%~0.5%：0.5%~1.5%。。一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管的制備方法，包括以下步驟：A：首先在三口燒瓶中，先將乙醇加熱到60℃，然后將水和三甲氧基硅烷按摩爾比3:1在攪拌下依次加入，在偶聯劑加入1min后將納米二氧化硅加入，繼續在60℃下攪拌60min，然后在70℃下蒸餾去除乙醇，最后在120℃下干燥2h去除水份，得到表面處理的納米二氧化硅；B：在三口燒瓶中，在攪拌狀態下向1mol/L的醋酸溶液中加入適量的納米蒙脫土，升溫至80℃保溫反應12h左右后，反復以去離子水洗滌至PH值為中性為止，然后在室溫下干燥至少48h至恒重；C：在高速混合機中，將經過表面處理的納米二氧化硅與經過酸化處理的納米蒙脫土按質量比1:2充分混合30min~60min；D：采用超聲波輔助混合設備，將聚四氫呋喃二醇與納米復合體系按質量比80:1~80:1.5混合，用聚四氫呋喃二醇對納米復合體系進行預混插層處理后加入反應釜中，開動攪拌器，設定轉速為30轉/分同時把反應釜內的溫度升至100℃，開始抽真空到負壓為0.1MPa保持30分鐘，后讓反應釜內溫度降到40~45℃；E：保持溫度在40~45℃，繼續攪拌，然后緩慢向反應釜內加入甲苯二異氰酸酯，停止加熱，由于該反應是放熱反應，在反應過程中保持反應溫度在90℃以下，直至溫度降至50℃以下停止攪拌；F：室溫下保持反應釜密閉，將料靜置24小時以上，后加熱至反應釜內溫度到90℃，開始抽真空到負壓為0.1MPa保持2小時；G：將二鄰氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基對苯二胺加熱融化后，與從反應釜內放出的預聚體同時放入攪料桶內攪拌至均勻，H：按要求將鋼管及模蓋在離心機上安裝好后，將攪拌好的料迅速倒入管內；開動離心澆鑄機，保持轉速在200~400轉/分，溫度控制在65℃澆鑄2小時，然后將制品放入硫化倉中100℃硫化8小時制得納米改性聚氨酯鋼塑復合管。本專利技術與現有技術相比具有以下優點：高耐磨性、回彈性好、耐熱性好、抗張強度高、耐水解性突出、內襯層粘接性好及戶外耐候性好，延長了復合管的使用壽命；同時采用澆注型聚氨酯橡膠加高速離心工藝制備的復合管是整體一次性成型，且內襯層表面光滑使得該產品相比一般的產品管內的摩擦阻力小，大大提高了管道運輸的效率。具體實施方式：????為了加深對本專利技術的理解，下面將結合實施例對本專利技術作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術保護范圍的限定。本專利技術公開一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管及其制備方法的具體實施方式：一種納米復合體系改性聚氨酯橡膠，包括分子量在1000~3000的聚四氫呋喃二醇、純度為80%~100%的甲苯二異氰酸酯、二鄰氯二苯胺甲烷、N，N`—二甲苯基對苯二胺，經過表面改性處理的納米二氧化硅，經過酸化處理的納米蒙脫土，所述聚四氫呋喃二醇：甲苯二異氰酸酯：二鄰氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基對苯二胺：納米二氧化硅：納米蒙脫土的質量比為75%~77.5%：19%~21.5%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%：0.5%~1.5%：1%~3%。一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管的制備方法，包括以下步驟：首先在三口燒瓶中，先將乙醇加熱到60℃，然后將水和三甲氧基硅烷按摩爾比3:1在攪拌下依次加入，在偶聯劑加入1min后將納米二氧化硅加入，繼續在60℃下攪拌60min，然后在70℃下蒸餾去除乙醇，最后在120℃下干燥2h去除水份，得到表面處理的納米二氧化硅；在三口燒瓶中，在攪拌狀態下向1mol/L的醋酸溶液中加入適量的納米蒙脫土，升溫至80℃保溫反應12h左右后，反復以去離子水洗滌至PH值為中性為止，然后在室溫下干燥至少48h至恒重；在高速混合機中，將經過表面處理的納米二氧化硅與經過酸化處理的納米蒙脫土按質量比1:2充分混合30min~60min；采用超聲波輔助混合設備，將聚四氫呋喃二醇與納米復合體系按質量比80:1~80:1.5混合，用聚四氫呋喃二醇對納米復合體系進行預混插層處理后加入反應釜中，開動攪拌器，設定轉速為30轉/分同時把反應釜內的溫度升至100℃，開始抽真空到負壓為0.1MPa保持30分鐘，后讓反應釜內溫度降到40~45℃；保持溫度在40~45℃，繼續攪拌，然后緩慢向反應釜內加入甲苯二異氰酸酯，停止加熱，由于該反應是放熱反應，在反應過程中保持反應溫度在90℃以下，直至溫度降至50℃以下停止攪拌；室溫下保持反應釜密閉，將料靜置24小時以上，后加熱至反應釜內溫度到90℃，開始抽真空到負壓為0.1MPa保持2小時；將二鄰氯二苯胺甲烷和N，N`—二甲苯基對苯二胺加熱融化后，與從反應釜內放出的預聚體同時放入攪料桶內攪拌至均勻，將攪拌好的料迅速倒入模具中；開動離心澆鑄機，保持轉速在200~400轉/分，溫度控制在65℃澆鑄2小時，然后將制品放入硫化倉中100℃硫化8小時制得納米改性聚氨酯鋼塑復合管。實施例1：在兩個三口燒瓶中分別對納米二氧化硅及納米蒙脫土進行表面改性處理及酸化處理后洗滌干燥至恒重，按比例稱取1.5kg納米二氧化硅及3kg納米蒙脫土經高速混合機攪拌均勻后與400KG起始劑聚四氫呋喃二醇通過超聲波輔助混合設備混合后通過真空泵抽入反應釜中加熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管，其特征在于：包括分子量在1000~3000的聚四氫呋喃二醇、純度為80%~100%的甲苯二異氰酸酯、二鄰氯二苯胺甲烷、N，N`—二甲苯基對苯二胺，經過表面改性處理的納米二氧化硅，經過酸化處理的納米蒙脫土，所述聚四氫呋喃二醇：甲苯二異氰酸酯：二鄰氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基對苯二胺：納米二氧化硅：納米蒙脫土的質量比為75%~77.5%：19%~21.5%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%：0.25%~0.5%：0.5%~1.5%。

【技術特征摘要】
1.一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管，其特征在于：包括分子量在1000~3000的聚四氫呋喃二醇、純度為80%~100%的甲苯二異氰酸酯、二鄰氯二苯胺甲烷、N，N`—二甲苯基對苯二胺，經過表面改性處理的納米二氧化硅，經過酸化處理的納米蒙脫土，所述聚四氫呋喃二醇：甲苯二異氰酸酯：二鄰氯二苯胺甲烷：N，N`—二甲苯基對苯二胺：納米二氧化硅：納米蒙脫土的質量比為75%~77.5%：19%~21.5%：1.0%~1.3%：0.5%~1.5%：0.25%~0.5%：0.5%~1.5%。
2.一種納米復合體系改性聚氨酯鋼塑復合管的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
A：首先在三口燒瓶中，先將乙醇加熱到60℃，然后將水和三甲氧基硅烷按摩爾比3:1在攪拌下依次加入，在偶聯劑加入1min后將納米二氧化硅加入，繼續在60℃下攪拌60min，然后在70℃下蒸餾去除乙醇，最后在120℃下干燥2h去除水份，得到表面處理的納米二氧化硅；
B：在三口燒瓶中，在攪拌狀態下向1mol/L的醋酸溶液中加入適量的納米蒙脫土，升溫至80℃保溫反應12h左右后，反復以去離子水洗滌至PH值為中性為止，然后在室溫下干燥至少48h至恒重；
C：在高速混合機中，將經過表...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉林，聞舟，
申請(專利權)人：江蘇吉星管業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32