CN104448588A - 一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，按重量百分比包括以下组分：丁基橡胶10-40％，氯磺化聚乙烯5-30％，高密度聚乙烯2-15％，氧化锌2-5％，氧化镁2-5％，氯化石蜡5-15％，硫磺0.2-1.5％，促进剂0.5-1.5％,白炭黑2-10％，高岭土2-10％，有机硅改性环氧树脂0.2-1％。制备方法包括：(1)将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡混炼均匀；(2)加入白炭黑、高岭土、促进剂DM、氧化锌、氧化镁再混炼，压制成片，冷却；(3)在开炼机上加入硫磺与步骤(2)中得到的产物，混炼均匀，通过挤出机涂覆在管道内壁上，硫化40-60分钟。

Description

一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，特别是一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法。
背景技术
城市地下燃气管线使用时间到达一定的年限后，管道内壁会因腐蚀而产生泄漏，产生巨大的安全隐患。在城市里通过开挖更换管线费用极大，且对于部分地段来说，受限于地下岩土结构、地下空间环境以及管道布线方式等因素，即使在无成本限制的条件下也几乎不可能开挖更换管线。为了解决上述问题，近年来本领域采用非开挖的方法，在旧的管线内贴上带有防渗膜的纤维软管，能使原有的管线延长使用寿命30-50年，具有良好的社会效益和经济效益。在进行管道修复工作时，如果管道内径不同，使用具有弹性的软管，既简化了施工工作又避免用两种软管造成的接头问题。这种软管的防渗膜直接与管内介质接触，其使用寿命与防渗膜的耐介质性能直接相关。因此，研制既具有弹性又耐介质的防渗膜材料具有重要的价值。
从现有的文献资料来看，还没有适用于这种具有弹性又耐介质的防渗膜材料非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法，该膜材料既具有良好的耐介质性又具有优异的弹性，制备方法简洁高效。
本发明提供的一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，按重量百分比包括以下组分：丁基橡胶10-40％，氯磺化聚乙烯5-30％，高密度聚乙烯2-17.5％，氧化锌2-5％，氧化镁2-5％，氯化石蜡5-15％，硫磺0.2-1.5％，促进剂0.5-1.5％,白炭黑2-10％，高岭土2-15.3％，有机硅改性环氧树脂0.2-1％。
优选地，按重量百分比包括以下组分：丁基橡胶30％，氯磺化聚乙烯20％，高密度聚乙烯10％，氧化锌4％，氧化镁2.5％，氯化石蜡10％，硫磺0.7％，促进剂1％,白炭黑6％，高岭土15.3％，有机硅改性环氧树脂0.8％。
优选地，所述促进剂为促进剂DM。
优选地，所述氯化石蜡的含氯量为40-70％。
优选地，有机硅改性环氧树脂为Silquest A187,TB440,TB450,TB681中的一种或几种。
本发明还相应地提供了上述用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料的制备方法，该方法依次包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡放入橡胶密炼机中混炼均匀；
(2)然后加入白炭黑、高岭土、促进剂、氧化锌、氧化镁再混炼10-20分钟，在压片机上压制成1.5-2cm厚的片，冷却后存放待用；
(3)在开炼机上加入硫磺与步骤(2)中得到的产物，混炼均匀，通过挤出机均匀涂覆在管道内壁上，然后在140-180℃的温度下硫化40-60分钟得到成品。
所述挤出机为T形挤出机和Y形挤出机，即挤出机机头为T形或Y形的挤出机，本领域技术人员可以根据实际生产需要进行适应性选择。
本发明提供的一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，同时具有良好的耐介质性和弹性，可以涂覆于燃气管道内壁，防止管道发生泄漏。其中在耐介质方面适用于原油、天然气、汽油、盐雾等多种介质，应用范围较广，并在上述介质中表现出了较强的热稳定性。此外在抗拉伸强度等其他力学性能指标上也表现优异，该膜材料制备方法简洁高效，适用于大规模生产和应用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶20％，
氯磺化聚乙烯30％，
高密度聚乙烯17.5％，
氧化锌3.5％，
氧化镁2.5％，
氯含量为40％的氯化石蜡8％，
硫磺0.7％，
促进剂DM1％,
白炭黑6％，
高岭土10％，
有机硅改性环氧树脂Silquest A187   0.8％。
制备方法按如下步骤进行：将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡放入橡胶密炼机中混炼均匀；然后加入白炭黑、高岭土、促进剂DM、氧化锌、氧化镁再混炼10分钟，在压片机上压制成2cm厚的片，冷却后存放待用；在开炼机上加入硫磺与存放待用的产物，混炼均匀，通过Y形挤出机均匀涂覆在纤维软管内壁上，然后在140℃的温度下硫化60分钟得到成品。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：15.1MPa，断裂伸长率：350％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
实施例2
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶30％，
氯磺化聚乙烯20％，
高密度聚乙烯10％，
氧化锌4％，
氧化镁2.5％，
氯含量为70％的氯化石蜡10％，
硫磺0.7％，
促进剂DM1％,
白炭黑6％，
高岭土15.3％，
有机硅改性环氧树脂Silquest TB440   0.5％。
制备方法按如下步骤进行：将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡放入橡胶密炼机中混炼均匀；然后加入白炭黑、高岭土、促进剂DM、氧化锌、氧化镁再混炼20分钟，在压片机上压制成1.5cm厚的片，冷却后存放待用；在开炼机上加入硫磺与存放待用的产物，混炼均匀，通过T形挤出机均匀涂覆在纤维软管内壁上，然后在180℃的温度下硫化40分钟得到成品。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：12.5MPa，断裂伸长率：410％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
实施例3
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶40％，
氯磺化聚乙烯10％，
高密度聚乙烯10％，
氧化锌3.5％，
氧化镁2％，
氯含量为40％的氯化石蜡10％，
硫磺0.7％，
促进剂DM1％,
白炭黑7.5％，
高岭土14.5％，
有机硅改性环氧树脂Silquest TB450   0.8％。
制备方法按如下步骤进行：将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡放入橡胶密炼机中混炼均匀；然后加入白炭黑、高岭土、促进剂DM、氧化锌、氧化镁再混炼15分钟，在压片机上压制成1.5cm厚的片，冷却后存放待用；在开炼机上加入硫磺与存放待用的产物，混炼均匀，通过Y形挤出机均匀涂覆在纤维软管内壁上，然后在160℃的温度下硫化50分钟得到成品。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：16.4MPa，断裂伸长率：320％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
实施例4
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶10％，
氯磺化聚乙烯30％，
高密度聚乙烯17.5％，
氧化锌5％，
氧化镁5％，
氯含量为52％的氯化石蜡15％，
硫磺1.5％，
促进剂DM1.5％,
白炭黑10％，
高岭土4.3％，
有机硅改性环氧树脂TB681   0.2％。
制备方法同实施例3。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：13.4MPa，断裂伸长率：280％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
实施例5
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶40％，
氯磺化聚乙烯30％，
高密度聚乙烯2％，
氧化锌2％，
氧化镁5％，
氯含量为52％的氯化石蜡5％，
硫磺0.2％，
促进剂DM1.5％,
白炭黑2％，
高岭土11.3％，
有机硅改性环氧树脂TB681   1.0％。
制备方法同实施例3。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：14.9MPa，断裂伸长率：330％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
实施例6
按如下重量百分比配制原料：
丁基橡胶40％，
氯磺化聚乙烯5％，
高密度聚乙烯17.5％，
氧化锌3.8％，
氧化镁5％，
氯含量为70％的氯化石蜡15％，
硫磺0.2％，
促进剂DM0.5％,
白炭黑10％，
高岭土2％，
有机硅改性环氧树脂TB681   1.0％。
制备方法同实施例3。
上述膜材料的主要性能指标如下：
拉伸强度：11MPa，断裂伸长率：280％，耐原油：60℃，30天不溶胀，耐汽油：60℃，30天不溶胀，耐天然气：60℃，30天无变化，耐盐雾：1000h无变化。
以上对本发明所提供的一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰。这些改进和修饰也应当落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组分：丁基橡胶10-40％，氯磺化聚乙烯5-30％，高密度聚乙烯2-17.5％，氧化锌2-5％，氧化镁2-5％，氯化石蜡5-15％，硫磺0.2-1.5％，促进剂0.5-1.5％,白炭黑2-10％，高岭土2-15.3％，有机硅改性环氧树脂0.2-1％。
2.根据权利要求1所述的用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组分：丁基橡胶30％，氯磺化聚乙烯20％，高密度聚乙烯10％，氧化锌4％，氧化镁2.5％，氯化石蜡10％，硫磺0.7％，促进剂1％,白炭黑6％，高岭土15.3％，有机硅改性环氧树脂0.8％。
3.根据权利要求1或2所述的用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，其特征在于，所述氯化石蜡的含氯量为40-70％。
4.根据权利要求1或2所述的用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，其特征在于，有机硅改性环氧树脂为SilquestA187,TB440,TB450,TB681中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂DM。
6.一种权利要求1或2所述用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蜡放入橡胶密炼机中混炼均匀；
(2)然后加入白炭黑、高岭土、促进剂、氧化锌、氧化镁再混炼10-20分钟，在压片机上压制成1.5-2cm厚的片，冷却后存放待用；
(3)在开炼机上加入硫磺与步骤(2)中得到的产物，混炼均匀，通过挤出机均匀涂覆在管道内壁上，然后在140-180℃的温度下硫化40-60分钟得到成品。
7.根据权利要求6所述的用于非开挖管道内壁修复的弹性耐介质防渗膜材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机为T形挤出机和Y形挤出机。
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