CN108361450B - 湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备 - Google Patents

湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备 Download PDF

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Abstract

湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备，属于输送管道技术领域。包括由内而外依次由高耐磨耐腐蚀材料内层、高强度粘接剂A层以及气密防渗漏高抗冲层共同形成的复合内芯管；复合内芯管外层为由高强度的钢丝网或钢丝绳网或纤维网骨架与高强度粘接剂B复合形成骨架增强层；骨架增强层的外层为高强度粘接剂B层，高强度粘接剂B层外层为防护材料层一起构成复合管的外防护层。制备方法，其中复合内芯管采用共挤出方法进行制备。本发明复合管属于环保产品，无任何VOC排放和有害物质的析出，对自然环境和生产技术人员不产生任何的影响。

Description

湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备
技术领域
本发明属于输送管道技术领域，尤其涉及一种湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备。
背景技术
热电厂或水泥制造厂等的湿法脱硫过程所产生的矿物浆液主要含有亚硫酸盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐及其酸、碱等混合物，一直以来人们主要采用金属管道和非金属管道来进行输送。这种硫酸盐等矿物浆液混合物，对金属材料有极强的腐蚀性，同时在输送过程中对金属管道的磨损较大，这就极大地影响了输送管道的使用时间和寿命，不得不频繁地更换或维修输送管道，增加了生产成本和工作量，有时还对设备的正常运行造成影响。
普通非金属管道和金属管相比，具有重量轻，只有金属管的1/3-1/2；优良的耐腐蚀性能；水流阻力小，仅为普通钢管的30％～50％；安装简便迅速、节约能源、运输方便，成本低等显著优点。但由于普通非金属材料本身结构的特点，存在着严重的缺点：耐性差、耐压耐冲击性都不强；线膨胀系数大；耐磨性能较差等。正是由于有机非金属材料本身的特点，对湿法脱硫系统中硫酸盐等矿物浆液混合物的输送存在较大的局限性，如普通的非金属材料的耐磨性等远远达不到对矿物浆液输送管线的要求、普通非金属管道的承压能力较低达不到管道输送的压力要求等。
近些年出现的在金属管道内衬丁基橡胶层的办法,部分地解决了上述的问题。这种管道是在金属管道的内壁贴上一层耐磨性能较好的丁基橡胶片材作为管道的耐磨耐腐蚀层，在金属管道内壁和丁基橡胶片材之间涂上一层溶剂型液态粘接剂，以使丁基橡胶片材内衬与金属管道内壁之间良好的粘接。这种在金属管道内贴丁基橡胶层的办法，结合了非金属材料与钢管各自的优点也较好地解决了管材的耐磨耐腐蚀的问题，还解决了非金属管耐腐不耐压、钢管耐压不耐腐等缺点。但这种管材生产成本高、加工工序较为麻烦，尤其是小口径管道的加工更是困难；而且在加工过程中使用溶剂型液态粘接剂，其挥发分VOC对环境和施工作业人员带来较大的伤害和影响；另外这种溶剂型液态粘接剂容易老化，导致这种衬胶金属管在使用过程中时有粘接剂脱胶事件发生，结果丁基橡胶层与金属管脱落、矿物浆体无法正常输送且外层金属管很快被腐蚀。这样不仅严重影响了矿物浆液输送管道的正常使用和寿命，而且由于粘接剂的脱落导致被撕裂的橡胶片极易堵塞管道，造成极大的生产危险事故等。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管及制备方法，既解决了矿物浆液输送对管道的高耐磨、耐腐蚀要求，同时还达到了矿物浆液输送所必须满足的压力、强度和耐久性要求等；而且该复合管在生产过程中共挤出成型，作为一个有机整体而不会产生任何的脱落，防止了对管道产生堵塞的可能；另外该复合管价格更加合理、质量轻、安装施工更加方便、节省了大量的安装和维护费用；本发明复合管属于环保产品，无任何VOC排放和有害物质的析出，对自然环境和生产技术人员不产生任何的影响。
本发明湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的结构。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，包括由内而外依次由高耐磨耐腐蚀材料内层(1)、高强度粘接剂A层(2)以及气密防渗漏高抗冲层(3)共同形成的复合内芯管；复合内芯管外层为由高强度的钢丝网或钢丝绳网或纤维网骨架与高强度粘接剂B复合形成骨架增强层(4)；骨架增强层的外层为高强度粘接剂B层(5)，高强度粘接剂B层(5)外层为防护材料层(6)一起构成复合管的外防护层，见图1。
复合内芯管，内层为高耐磨耐腐蚀材料内层(1)，所用原材料主要为高耐磨有机高分子材料，可选自动态硫化热塑性弹性体TPV(如POM/丁基胶、POM/聚脲等)、超高分子量聚乙烯UHMWPE等高耐磨有机高分子材料中的一种或几种。
气密防渗漏高抗冲层(3)主要为复合内芯管提供足够的强度，达到复合内芯管的耐压、抗冲击、抗弯曲弹性模量、气密、防渗漏等的要求。复合内芯管的气密防渗漏高抗冲层(3)所使用的材料主要有改性高抗冲PP、PB、PE或其它高抗冲气密防渗漏材料，尤其以北京低碳清洁能源研究所研制生产的改性高抗冲PP材料(已商业化)为最优化选择。
复合内芯管的高耐磨耐腐蚀材料内层(1)和高耐磨耐腐蚀材料内层(3)之间通过高强度粘接剂A层(2)相粘接，高强度粘接剂A层(2)为与内层(1)和高抗冲层(3)相对应的基体材质的热熔胶粘接剂。要求该专用热熔胶能够同时与复合内芯管的高耐磨耐腐蚀材料和外层抗冲击气密防渗漏材料具有良好的粘接性和足够的粘接强度，一起构成复合内芯管。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的骨架增强层(4)由钢丝、钢丝绳、纤维等材料，与以复合内芯管轴向成54.70—56.00的角度，正、反旋双向缠绕或编织形成的钢丝或钢丝绳、纤维网骨架层，并以灌压挤入的高强度热熔胶一起共同形成钢丝或钢丝绳、纤维网骨架增强层，承担复合管对矿物质浆液输送所必需的压力要求、以及复合管线的抗张和抗拉强度等。在骨架增强层所用材料的选择上，钢丝、钢丝绳、纤维材料优选高强度、高模量的增强材料；高强度的热熔胶则要求与复合内芯管的外层气密防渗漏高抗冲层(3)、钢丝(绳)/纤维、以及其外面的高强度粘接剂B层(5)同时具有良好的粘接性和粘接强度，保证复合内芯管、外防护层及骨架增强层的一致性和整体性。选用与高强度粘结剂B一样的材料。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的外防护层由耐腐蚀、抗氧老化和紫外线老化等耐候性良好、具备一定的耐磨及抗外力破坏的有机高分子材料包覆而成即外层防护材料层(6)，并通过高强度的热熔胶粘接剂B层(5)与复合管的骨架增强层相粘接。高强度粘接剂B层(5)所用原材料为一种粘接钢质材料与双抗PPR材料的专用热熔胶(可参见中国专利申请，申请号201511000579.2)，与骨架增强层及外层防护材料层(6)牢固粘接；外层防护材料层(6)所用材料主要有改性高抗冲耐候型PP、PE、TPU、HDPE、PERT等，以保护管道在生产、运输、安装和日常使用过程中不受外界环境及外力的破坏和影响；本发明所选外防护层材料为北京低碳清洁能源研究所研制生产的耐候型改性PP或PE等有机高分子材料(已商业化)。
本发明上述湿法脱硫用矿物浆体输送高耐磨耐腐蚀复合管生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)复合内芯管的共挤出
本发明采用套层式的分体流道和加热保温系统进行挤出，套层式的分体流道和加热保温系统轴向沿流体流向依次包括套层式的分体流道加热段、导向段、挤出段，径向包括挤出装置本体层、石棉隔热层、铸铝加热层、流道，其中套层式的分体流道加热段整体为套层圆筒结构，套层式的分体流道加热段沿径向包括三个独立平行的流体流道，从外而内依次为：外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；每个流道的两侧均为挤出装置本体层，在挤出装置本体层的两侧均为铸铝加热层，相邻两铸铝加热层之间设用石棉隔热层进行隔热，整个套层式的分体流道加热段沿径向结构自中心向外依次为：铸铝加热层、挤出装置本体层、耐磨层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、挤出装置本体层、粘结层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、外层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层；挤出段包括一个挤出圆环通道；沿径向。挤出圆环通道的内侧为挤出段的中心，为挤出装置本体层，挤出圆环通道的外层为挤出装置本体层，外层的挤出装置本体层外层为铸铝加热层；导向段前端面与套层式的分体流道加热段连接，后端面与挤出段连接；径向结构包括铸铝加热层、挤出装置本体层和与套层式的分体流道加热段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道相对应连通的外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；沿径向导向段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道径向两侧均为挤出装置本体层，导向段的最外层为铸铝加热层；外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道在后端面均与挤出段的挤出圆环通道径向端面汇总，汇总时还是按照原有的层的顺序；
首先，将各种材料在80-85℃条件下，烘干4小时；然后同步挤出符合要求的高耐磨耐腐蚀复合内芯管。
以POM/丁基胶动态硫化高耐磨耐腐蚀热塑性弹性体材料为例，挤出生产装置中螺杆的长径比L/D≥42，加工温度260-280℃，挤出模具的拉伸比≥2.3，收缩比≤0.8％。
(2)钢丝、钢丝绳或纤维的表面涂覆与处理
在干燥、清洁的钢丝或钢丝绳，或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接钢丝/纤维与复合内芯管外层—高抗冲层材料均有良好粘接强度的热熔胶，要求热熔胶的熔体指数在2.0g/10min以上、粘接强度在12.0N/mm以上，以保证在复合管的加工过程中更好地把钢丝(绳)/纤维与复合内芯管牢固地链接成为一个整体。同时，在缠绕过程中钢丝、钢丝绳或纤维相互交叉，利用涂覆的热熔胶层有效地将他们相互隔离，这样有效地减小钢丝之间或纤维之间的相互摩擦和挤压，减小因管材内部压力变化时产生的脉冲对钢丝(绳)或纤维之间造成的影响。上述热熔胶为高强度粘接剂B，优选一种粘接钢质材料与双抗PPR材料的热熔胶，可参见中国专利申请201511000579.2中的热熔胶。
在钢丝、钢丝绳或纤维处理过程中，利用高频将钢丝(绳)加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上，这样有利于专用热熔胶在钢丝、钢丝绳或纤维表面的涂覆和均匀分布，也更有利于钢丝、钢丝绳或纤维与热熔胶之间的粘接；热熔胶的涂覆加工温度在210-220℃。
(3)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架的形成
将表面经热熔胶涂覆处理好的钢丝、钢丝绳或纤维，以54.70—55.60的角度、在复合内芯管的外表面分别以正、反旋的方向进行均匀缠绕，数量由管材的规格(Φ50—Φ600)和不同的工作压力要求(P＝1.0—5.0MPa)而决定，一般在30—360根之间，从而形成钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架。
另外，在正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，让涂覆在钢丝、钢丝绳或纤维表面的专用热熔胶熔融，以使钢丝、钢丝绳或纤维与复合内芯管的外表面及钢丝、钢丝绳或纤维的外表面之间粘接牢固(尤其对于钢丝绳时可进一步渗透到钢丝绳内部，使得钢丝绳中钢丝之间粘合更紧密牢固)，为复合内芯管与增强层更好地粘接奠定基础。同时，也可以固定好钢丝(绳)/纤维之间的距离以及在复合内芯管上的位置，确保钢丝(绳)/纤维骨架的均匀分布，构成合格的钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架。
(4)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架增强层的形成
经钢丝(绳)/纤维缠绕形成的钢丝(绳)网/纤维网骨架，进行灌压挤入专用热熔胶(即高强度粘接剂B)，使得钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架与灌压挤入的专用热熔胶形成一个有机的整体，填满整个骨架增强层，共同构成钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架增强层，为整个复合管材提供高压、高强度支持和保障。
热熔胶的灌压挤入：在复合内芯管上以正、反旋方向均匀缠绕形成的钢丝(绳)网/纤维网骨架管体，通过短时间加热后，灌压挤入专用热熔胶，加工温度为210-220℃，使专用热熔胶充分灌注于钢丝网、钢丝绳网或纤维网及其与内芯管之间的全部空隙，在强大的灌挤压力作用下保证内层热熔胶与复合内芯管、钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架之间的良好粘接。
(5)外层热熔胶的涂覆挤出即高强度粘接剂B层的制备
上述经灌压挤入内层专用热熔胶与钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架形成的骨架增强层，由于热熔胶收缩等原因，往往导致其表面不平整，从而影响到整个复合管的外观，因此在上一步的基础上，在外层再涂覆挤出一薄层(厚度约为0.3-0.5mm)专用热熔胶层(即高强度粘接剂B)，以保证整个专用热熔胶层的平整、光滑；涂覆挤出热熔胶的温度为210-220℃。
经过上述专用热熔胶内层的灌压挤入和外层的涂覆挤出，与正、反旋缠绕而成的钢丝(绳)网/纤维网骨架粘接成为一个牢固的整体，从而形成耐磨耐腐蚀复合管的钢丝(绳)网/纤维网的骨架增强层。
(6)、复合管外层的包覆挤出成型
复合管的外层，是在步骤(5)高强度粘接剂B层的层外包覆挤出一层外层防护材料如耐候型改性PP，形成耐磨耐腐蚀复合管的外保护层；外层防护材料的挤出加工温度为200—220℃。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，长期暴露在室外和阳光下，其外保护层不仅需要良好的表面和外观，还必须具备优良的抗氧老化、抗紫外线老化的性能，达到复合管的耐候性和使用寿命。
附图说明
图1为湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的结构示意图。
1高耐磨耐腐蚀材料内层、2高强度粘接剂A层、3气密防渗漏高抗冲层、4骨架增强层、5高强度粘接剂B层、6防护材料层。
图2为复合内芯管的共挤出模具结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
1、高强度粘接剂A为与内层(1)与高抗冲层(3)相对应的同时产生良好粘接效果的共聚物为基体材料的热熔胶粘接剂。
高强度粘接剂B即为中国专利申请已公开的技术，申请号为201511000579.2。其原料质量份数组成：PPR50—80；POE(乙烯-辛烯共聚物)10-30；环氧树脂1-5；过氧化二异丙苯(DCP)0.08-0.25；马来酸酐1-3；低聚倍半硅氧烷(POSS)0.5-2；石油树脂3-8；其它助剂5-10。
制备包括以下步骤：
(1)原料的除湿和干燥
在生产本发明专用热熔胶时，必须保证原料的干燥；对PPR、POE(乙烯-辛烯共聚物)、环氧树脂、石油树脂，采用真空除湿，温度在70-80℃，时间在3-4小时；而过氧化二异丙苯(DCP)、马来酸酐、低聚倍半硅氧烷(POSS)、其它助剂存放于除湿皿中，用干燥剂保持其干燥；
(2)PPR/P0E-g-MAH接枝颗粒的制取
1)溶解与混合
将称取好的过氧化二异丙苯(DCP)和马来酸酐溶解在丙酮中，再将配制好的混合溶液和PPR和POE原料混合，用搅拌机混合均匀待用；
2)接枝颗粒的制取
将步骤1)充分搅拌均匀的混合物加入到反应型双螺杆挤出机中挤出造粒；通过采用接枝共混反应工艺，以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,以马来酸酐为接枝单体，各物料经过反应型双螺杆挤出机，在190-250℃条件下，时间3-6min,通过机械剪切力进行充分的接枝反应，挤出制取PPR/P0E-g-MAH接枝物颗粒，且该接枝物颗粒必须保持干燥，以待下一步时所用；
(3)热熔胶的挤出造粒
将环氧树脂、低聚倍半硅氧烷、石油树脂及其他助剂加入到上述步骤(2)中制取好的PPR/P0E-g-MAH接枝物颗粒，在高速混合机中搅拌均匀待用，原料在搅拌过程中注意防潮，物料常温搅拌均匀即可；将经搅拌均匀的混合物料，加入到双螺杆挤出机中，在190-250℃温度下，通过共混挤出造粒，从而制备出所需热熔胶颗粒。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，包括由内而外依次由高耐磨耐腐蚀材料内层(1)(材料采用POM/丁基胶热塑性弹性体)、高强度粘接剂A层(2)以及气密防渗漏高抗冲层(3)(采用改性高抗冲PP)共同形成的复合内芯管；复合内芯管外层为由高强度的钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架与热熔胶复合形成骨架增强层(4)；骨架增强层的外层为高强度粘接剂B层(5)，高强度粘接剂层B(5)的外层为防护材料层(6)一起构成复合管的外防护层，见图1。上述热熔胶优选与高强度粘接剂B相同。
复合内芯管，内层为高耐磨耐腐蚀材料内层(1)，所用原材料主要为POM/丁基胶热塑性弹性体。高耐磨耐腐蚀层主要避免输送的矿物浆液中硫酸盐等混合物在高速流动过程中对管道的磨损和腐蚀而产生的破坏作用，增加复合管材的使用时间和寿命，为管道的长期正常运行提供保障。
复合内芯管的气密防渗漏高抗冲层(3)所使用的材料主要有改性高抗冲PP防渗漏材料。
2、复合内芯管的高耐磨耐腐蚀材料内层(1)和气密防渗漏高抗冲层(3)之间通过高强度粘接剂层A(2)相粘接，高强度粘接剂层A(2)优选为高强度的专用热熔胶。要求该专用热熔胶必须同时与复合内芯管的高耐磨耐腐蚀材料和外层抗冲击气密防渗漏材料具有良好的粘接性和足够的粘接强度，一起构成复合内芯管，该粘接层热熔胶为与内层(1)和高抗冲层(3)相对应的共聚物为基体材料的热熔胶粘接剂，这里选用SEBS作为基体材料的接枝共聚物作为该专用热熔胶。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的骨架增强层(4)由钢丝、钢丝绳、纤维等材料，与以复合内芯管轴向成54.70—56.00的角度，正、反旋双向缠绕或编织形成的钢丝或钢丝绳、纤维网骨架层，并以灌压挤入的高强度热熔胶一起共同形成钢丝或钢丝绳、纤维网骨架增强层，承担复合管对矿物质浆液输送所必需的压力要求、以及复合管线的抗张和抗拉强度等。在骨架增强层所用材料的选择上，钢丝、钢丝绳、纤维材料优选高强度、高模量的增强材料；高强度的热熔胶则要求与复合内芯管的外层气密防渗漏高抗冲层(3)、钢丝(绳)/纤维、以及其外面的高强度粘接层B(5)同时具有良好的粘接性和粘接强度，保证复合内芯管、外防护层及骨架增强层的一致性和整体性。该增强层所用热熔胶要求流动性较高，熔体指数在2.0g/10min以上、粘接强度在12.0N/mm以上，以便达到热熔胶充分、良好的灌压挤入，并形成牢固的钢丝(绳)网/纤维网骨架增强层。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的外防护层由耐腐蚀、抗氧老化和紫外线老化等耐候性良好、具备一定的耐磨及抗外力破坏的有机高分子材料包覆而成即外层防护材料层(6)，并通过高强度的热熔胶粘接层B(5)与复合管的骨架增强层相粘接。高强度粘接层B(5)所用原材料为乙烯-丙烯基马来酸酐接枝共聚物，与骨架增强层及外层防护材料层(6)牢固粘接；外层防护材料层(6)所用材料主要有改性高抗冲耐候型PP、PE、TPU、HDPE、PERT等，以保护管道在生产、运输、安装和日常使用过程中不受外界环境及外力的破坏和影响；本发明所选外防护层材料为北京低碳清洁能源研究所研制生产的耐候型改性PP或PE有机高分子材料(已商业化)。
上述湿法脱硫用矿物浆体输送高耐磨耐腐蚀复合管生产工艺，包括以下步骤：
(1)钢丝、钢丝绳或纤维的表面涂覆与处理
在干燥、清洁的钢丝或钢丝绳，或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接钢丝/纤维与复合内芯管外层—高抗冲层材料均有良好粘接强度的热熔胶，要求热熔胶的熔体指数在2.0g/10min以上、粘接强度在12.0N/mm以上，以保证在复合管的加工过程中更好地把钢丝(绳)/纤维与复合内芯管牢固地链接成为一个整体。同时，在缠绕过程中钢丝(绳)/纤维相互交叉，利用涂覆的热熔胶层有效地将他们相互隔离，这样有效地减小钢丝之间或纤维之间的相互摩擦和挤压，减小因管材内部压力变化时产生的脉冲对钢丝(绳)或纤维之间造成的影响。
在钢丝(绳)/纤维涂覆过程中，利用高频将不锈钢丝(绳)加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上(依据纤维的不同材料性质而决定)，这样有利于专用热熔胶在不锈钢丝(绳)/纤维表面的涂覆和均匀分布，也更有利于钢丝(绳)/纤维与热熔胶之间的粘接；热熔胶的涂覆加工温度在210-220℃。
(2)复合内芯管的共挤出
由于复合内芯管内层的POM/丁基胶弹性体材料的特性，完全不同于普通热塑性高分子材料的加工要求。在通常情况下，POM/丁基胶和UHMWPE材料的加工难度较大，主要用于制作零部件，也有少数用于挤出管材的，但还没有发现有用于共挤出管材的。这些材料在温度、流动性、拉伸比、收缩比、化学反应及硫化定型时间等的要求都不同，而POM/丁基胶最明显的还是材料在挤出成型过程中的动态硫化所发生得化学反应及其固化时间，致使材料熔体粘度高，挤出困难，而且挤出成型过程中管材的表面光洁度较差。另外，要求复合管内表面光洁、致密度高，才能使得材料更加致密、发挥更好的耐磨耐腐蚀效果。如果把这些材料用作共挤出管材，其难度将会成倍增加，所要解决的问题远不止于单塑管那么简单：不同材料的温度控制、粘接材料的选择、共挤出速度的匹配等等。这就使得必须以一种有别于HDPE、PP等普通高分子材料的生产成型工艺，来实现对复合内芯管内层的加工，从而达到热电厂湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的生产需要。
以POM/丁基胶动态硫化高耐磨耐腐蚀热塑性弹性体材料为例，挤出生产装置中螺杆的长径比L/D≥42，加工温度260-280℃，挤出模具的拉伸比≥2.3，收缩比≤0.8％。
复合内芯管外层为气密防渗漏高抗冲层，所用材料为改性高抗冲PP，加工温度200—220℃；复合内芯管的中间层为高强度热熔胶粘接A层，其加工温度在210-220℃。
首先，我们将各种材料在80-85℃条件下，烘干4小时；然后通过三条专用螺杆共挤出生产装置：POM/丁基胶挤出生产装置、以及高抗冲PP层和热熔胶层的挤出生产装置(长径比L/D≥28)，同步挤出符合要求的高耐磨耐腐蚀复合内芯管。
在复合内芯管的挤出过程中，最大的问题莫过于解决三种加工工艺要求迥异的材料在一个共挤出模具中同时挤出成型、挤出速度相互匹配：内层POM/丁基胶高耐磨材料的加工温度高达260—280℃、流动缓慢、收缩小；而外面的两层材料的加工温度都在200—220℃、流动性好且收缩较大。这就要求我们的共挤出模具完全不同于普通共挤出模具的整体式加热和原料流动轨迹，而必须采用分体式的流道和加热保温系统，使各流道及其加热保温系统相互隔绝和独立，尽量减小各系统之间的影响，以保证内层材料的高温低流动性和外层材料的低温高流动性相匹配，达到共同均匀的挤出，产品不出现脱层或不平整现象。
本发明采用套层式的分体流道和加热保温系统，轴向沿流体流向依次包括套层式的分体流道加热段、导向段、挤出段，径向包括挤出装置本体层、石棉隔热层、铸铝加热层、流道，其中套层式的分体流道加热段整体为套层圆筒结构，套层式的分体流道加热段沿径向包括三个独立平行的流体流道，从外而内依次为：外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；每个流道的两侧均为挤出装置本体层，在挤出装置本体层的两侧均为铸铝加热层，相邻两铸铝加热层之间设用石棉隔热层进行隔热，整个套层式的分体流道加热段沿径向结构自中心向外依次为：铸铝加热层、挤出装置本体层、耐磨层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、挤出装置本体层、粘结层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、外层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层；挤出段包括一个挤出圆环通道；沿径向。挤出圆环通道的内侧为挤出段的中心，为挤出装置本体层，挤出圆环通道的外层为挤出装置本体层，外层的挤出装置本体层外层为铸铝加热层；导向段前端面与套层式的分体流道加热段连接，后端面与挤出段连接；径向结构包括铸铝加热层、挤出装置本体层和与套层式的分体流道加热段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道相对应连通的外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；沿径向导向段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道径向两侧均为挤出装置本体层，导向段的最外层为铸铝加热层；外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道在后端面均与挤出段的挤出圆环通道径向端面汇总。
(3)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架的形成
将表面经热熔胶涂覆处理好的钢丝、钢丝绳或纤维，以54.70—55.60的角度、在复合内芯管的外表面分别以正、反旋的方向进行均匀缠绕，数量由管材的规格(Φ50—Φ600)和不同的工作压力要求(P＝1.0—5.0MPa)而决定，一般在30—360根之间，从而形成钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架。
另外，在正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，使缠绕材料瞬间加热到280-300℃，让涂覆在钢丝、钢丝绳或纤维表面的专用热熔胶熔融，以使钢丝、钢丝绳或纤维与复合内芯管的外表面及钢丝、钢丝绳或纤维的外表面之间粘接牢固(尤其对于钢丝绳时可进一步渗透到钢丝绳内部，使得钢丝绳的钢丝之间粘合更紧密牢固)，为复合内芯管与增强层更好地粘接奠定基础。同时，也可以固定好钢丝(绳)/纤维之间的距离以及在复合内芯管上的位置，确保钢丝(绳)/纤维骨架的均匀分布，构成合格的钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架。
(4)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架增强层的形成
经钢丝(绳)/纤维缠绕形成的钢丝(绳)网/纤维网骨架，进行灌压挤入专用热熔胶，使得钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架与灌压挤入的专用热熔胶形成一个有机的整体，填满整个骨架增强层，共同构成钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架增强层，为整个复合管材提供高压、高强度支持和保障。
内层热熔胶的灌压挤入：在复合内芯管上以正、反旋方向均匀缠绕形成的钢丝(绳)网/纤维网骨架管体，通过短时间加热后，灌压挤入专用热熔胶，加工温度为210-220℃，使专用热熔胶充分灌注于钢丝网、钢丝绳网或纤维网及其与内芯管之间的全部空隙，在强大的灌挤压力作用下保证内层热熔胶与复合内芯管、钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架之间的良好粘接。
(5)外层热熔胶的涂覆挤出
上述经灌压挤入内层专用热熔胶与钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架形成的骨架增强层，由于热熔胶收缩等原因，往往导致其表面不平整，从而影响到整个复合管的外观，因此在上一步的基础上，在外层再涂覆挤出一薄层(约为0.3-0.5mm)专用热熔胶层，以保证整个专用热熔胶层的平整、光滑；涂覆挤出热熔胶的温度为210-220℃。
经过上述专用热熔胶内层的灌压挤入和外层的涂覆挤出，与正、反旋缠绕而成的钢丝(绳)网/纤维网骨架粘接成为一个牢固的整体，从而形成耐磨耐腐蚀复合管的钢丝(绳)网/纤维网的骨架增强层。
(6)、复合管外层的包覆挤出成型
复合管的外层，是在钢丝(绳)网/纤维网骨架增强层外包覆挤出一层耐候型改性PP，形成耐磨耐腐蚀复合管的外保护层；外保护层的挤出加工温度为220—240℃。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，长期暴露在室外和阳光下，其外保护层不仅需要良好的表面和外观，还必须具备优良的抗氧老化、抗紫外线老化的性能，达到复合管的耐候性和使用寿命。
湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的连接方式。湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，主要采用电热熔、热熔焊接、机械卡扣及法兰连接的方式连接管线。电热熔和热熔焊接都是利用塑料热塑性原理，采用外加热的方式，把复合管的外层热熔材料和管件的内层热熔材料熔融塑化，在高温和热膨胀的作用下相互粘接在一起形成一个有机的整体，达到有效连接的目的。这种利用热熔管件的连接，操作简单、方便，焊接过程由机械程序控制，人为因素少，一次焊接成功，永不泄漏，但这种连接方式受到热熔管件本身强度的限制，一般在较低压力条件下(≤3.5MPa)使用。
当复合管的压力要求在3.5MPa以上时，热熔焊接的方式就无法满足使用的要求，或者达不到安全的标准。这时我们就可以采用机械卡扣及法兰连接的方式来达到要求。当用机械卡扣及法兰的方式连接时，一定要考虑到金属材料的防腐蚀性能要求。
实施例2
与实施例1相同，不同的仅是高耐磨耐腐蚀材料内层(1)材料采用高耐磨超高分子量聚乙烯UHMWPE、高强度粘接剂A层(2)是采用HDPE为基体材料的接枝共聚物热熔胶，气密防渗漏高抗冲层(3)采用聚丁烯PB，共同形成的复合内芯管。

Claims (7)

1.一种湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管的制备方法，其特征在于，法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管，其特征在于，包括由内而外依次由高耐磨耐腐蚀材料内层(1)、高强度粘接剂A层(2)以及气密防渗漏高抗冲层(3)共同形成的复合内芯管；复合内芯管外层为由高强度的钢丝网、钢丝绳或纤维网骨架与高强度粘接剂B复合形成骨架增强层(4)；骨架增强层的外层为高强度粘接剂B层(5)，高强度粘接剂B层(5)外层为防护材料层(6)一起构成复合管的外防护层；具体包括以下步骤：
(1)复合内芯管的共挤出
采用套层式的分体流道和加热保温系统进行挤出，套层式的分体流道和加热保温系统轴向沿流体流向依次包括套层式的分体流道加热段、导向段、挤出段，径向包括挤出装置本体层、石棉隔热层、铸铝加热层、流道，其中套层式的分体流道加热段整体为套层圆筒结构，套层式的分体流道加热段沿径向包括三个独立平行的流体流道，从外而内依次为：外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；每个流道的两侧均为挤出装置本体层，在挤出装置本体层的两侧均为铸铝加热层，相邻两铸铝加热层之间设用石棉隔热层进行隔热，整个套层式的分体流道加热段沿径向结构自中心向外依次为：铸铝加热层、挤出装置本体层、耐磨层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、挤出装置本体层、粘结层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层、石棉隔热层、铸铝加热层、外层材料流道、挤出装置本体层、铸铝加热层；挤出段包括一个挤出圆环通道；沿径向，挤出圆环通道的内侧为挤出段的中心，为挤出装置本体层，挤出圆环通道的外层为挤出装置本体层，外层的挤出装置本体层外层为铸铝加热层；导向段前端面与套层式的分体流道加热段连接，后端面与挤出段连接；径向结构包括铸铝加热层、挤出装置本体层和与套层式的分体流道加热段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道相对应连通的外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道；沿径向导向段外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道径向两侧均为挤出装置本体层，导向段的最外层为铸铝加热层；外层材料流道、粘结层材料流道、耐磨层材料流道在后端面均与挤出段的挤出圆环通道径向端面汇总；
首先，将各种材料在80-85℃条件下，烘干4小时；然后同步挤出符合要求的高耐磨耐腐蚀复合内芯管；其中，内层高耐磨层的加工温度为260—280℃，中间层热熔胶及外层的加工温度在200—220℃；
(2)钢丝、钢丝绳或纤维的表面涂覆与处理
在干燥、清洁的钢丝或钢丝绳，或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接钢丝/纤维与复合内芯管外层—高抗冲层材料均有良好粘接强度的热熔胶，在缠绕过程中钢丝、钢丝绳或纤维相互交叉，利用涂覆的热熔胶层有效地将他们相互隔离，上述热熔胶为高强度粘接剂B；在钢丝、钢丝绳或纤维表面涂覆过程中，利用高频将钢丝或钢丝绳加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上，热熔胶的涂覆加工温度在210-220℃；
(3)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架的形成
将表面经热熔胶涂覆处理好的钢丝、钢丝绳或纤维，以54.70—55.60的角度、在复合内芯管的外表面分别以正、反旋的方向进行均匀缠绕，从而形成钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架；
另外，在正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，让涂覆在钢丝、钢丝绳或纤维表面的热熔胶熔融；
(4)钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架增强层的形成
热熔胶的灌压挤入：在复合内芯管上以正、反旋方向均匀缠绕形成的钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架管体，通过短时间加热后，灌压挤入专用热熔胶，加工温度为210-220℃，使专用热熔胶充分灌注于钢丝网、钢丝绳网或纤维网及其与内芯管之间的全部空隙；
(5)外层热熔胶的涂覆挤出即高强度粘接剂B层的制备
上述经灌压挤入内层热熔胶与钢丝网、钢丝绳网或纤维网骨架形成的骨架增强层，在上一步的基础上，在外层再涂覆挤出一薄层热熔胶层即高强度粘接剂B层，以保证整个专用热熔胶层的平整、光滑；涂覆挤出热熔胶的温度为210-220℃；
(6)复合管外层的包覆挤出成型
复合管的外层，是在步骤(5)高强度粘接剂B层的层外包覆挤出一层外层防护材料，形成耐磨耐腐蚀复合管的外保护层；外层防护材料的挤出加工温度为200—220℃。
2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高耐磨耐腐蚀材料内层(1)，所用原材料为高耐磨有机高分子材料，选自动态硫化热塑性弹性体TPV、超高分子量聚乙烯UHMWPE高耐磨有机高分子材料中的一种或几种。
3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，复合内芯管的气密防渗漏高抗冲层(3)所使用的材料主要有改性高抗冲PP、PB、PE或其它高抗冲气密防渗漏材料。
4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高强度粘接剂A层(2)为与内层(1)和高抗冲层(3)相对应的共聚物基体热熔胶粘接剂。
5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，骨架增强层(4)由钢丝、钢丝绳、纤维等材料，与以复合内芯管轴向成54.70—56.00的角度，正、反旋双向缠绕或编织形成的钢丝或钢丝绳、纤维网骨架层，并以灌压挤入的高强度热熔胶一起共同形成钢丝或钢丝绳、纤维网骨架增强层。
6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高强度粘接剂B为一种粘接钢质材料与双抗PPR材料的热熔胶。
7.按照权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的湿法脱硫用矿物浆液输送高耐磨耐腐蚀复合管。
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