CN108559056A - 一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法，包括以下步骤：步骤1）、以质量百分比配备浇注混合物原料；步骤2）、配备钢管；步骤3）、制得预聚体；步骤4）、制得氰酸酯预聚体；步骤5）、将步骤2）处理好的钢管安装在装有模具的离心机上保持两端的注料口在水平方向上，对钢管进行加热使其温度保持在60‑70℃；步骤6）、制得浇注混合物；步骤7）、浇注成型；步骤8）、管材硫化；步骤9）、将步骤8）硫化好的管材取出进行内外表面清洁处理，制得氰酸酯无缝管，经检验合格后入库。通过本发明，通过本发明的生产工艺，提高了管道的耐磨性能、加强了管道的韧性、有效的防止管道分层。

Description

一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法

技术领域

本发明涉及一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法，属于管道设计技术领域。

背景技术

由于在选煤、矿山、冶金等行业中输送固体颗粒、矿砂、泥浆等磨蚀性介质对管道耐磨性要求高，用聚氨酯材料作为内衬层、钢管为外保护层成为耐磨管道的首选材料， 但是聚氨酯弹性体在较强持久应力作用下会发生卷曲变形， 阻碍固体颗粒、粉体、浆体、液体等介质的输送，在工矿条件恶劣的环境下甚至会发生堵塞爆炸， 钢管在较强外力冲击下会断裂破损，起不到保护的作用，对工矿企业的人身财产造成危害，后果严重。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够提高管道的耐磨性能、加强管道的韧性、有效的防止管道分层的高韧性氰酸酯无缝管制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1）、以质量百分比配备浇注混合物原料，四氢呋喃环氧丙烷共聚醚 60%~80%、 甲苯二异氰酸酯 4%~20%、 硫化剂 MOCA5%~15% 、聚酯二元醇 5%~11%，其余为交联剂三元醇N3010；

步骤2）、配备钢管，将钢管内外表面进行喷砂处理后，以20cm为间距，将钢管的管身均匀的开5cm的直径孔，并在室温下进行风干；

步骤3）、将步骤 1） 配备的四氢呋喃环氧丙烷共聚醚倒入反应釜中，开动搅拌器，同时打开加热电源开始加热升温， 再将已配备的甲苯二异氰酸酯、聚酯二元醇、交联剂三元醇N3010缓慢地倒入反应釜中，当温度升至50-60℃时关闭加热电源，待其自然升温使温度控制在 80-90℃之间，在 80-90℃的温度范围内，连续搅拌 90-100 分钟后，停止搅拌，将反应釜密闭静置 24 小时，制得预聚体；

步骤4）、将步骤 3）制得的预聚体进行加热，同时开动搅拌器进行搅拌，抽真空脱气泡，真空过程中温度控制在 95-100℃，真空时间为 50-70 分钟，制得氰酸酯预聚体；

步骤5）、将步骤 2）处理好的钢管安装在装有钢管模具的离心机上保持两端的钢管模具注料口在水平方向上，钢管置于钢管模具内，对钢管进行加热使其温度保持在 60-70℃；

步骤6）、将步骤 4）制得氰酸酯预聚体温度控制在60-80℃，加入步骤 1）配备的硫化剂MOCA，一边加入一边搅拌直至清澈透明为止，制得浇注混合物；

步骤7）、将步骤 6）制得的浇注混合物从两端注料口迅速注入到模具中，并使浇注混合物在模具中自然水平，同时保证钢管内外氰酸酯的厚度达到设计要求，启动离心机进行浇注成型，浇注时间为 30 分钟，温度控制在70-80℃；

步骤8）、将步骤7）成型好的管材从离心机取出，送入硫化仓进行后硫化，硫化时间 8小时，温度控制在 100-110℃ ；

步骤9）、将步骤 8）硫化好的管材取出进行内外表面清洁处理，制得氰酸酯无缝管，经检验合格后入库。

本发明的特点在于：

1、交联剂三元醇N3010的加入起到了应力分散作用，有效的提高了氰酸酯因长期使用温度升高耐磨性降低的力学性能。

2、聚酯二元醇的加入提高－NCO质量分数，使得硬段含量增加，相应的软段含量比例减少，分子间氢键和作用力增强，结晶性能也提高；撕裂强度增大，扯断伸长率降低，拉伸强度则先增大后降低，在5%达到最大，有效的提高了氰酸酯因长期使用温度升高韧性降低的力学性能。

3、钢管开孔，使钢管内外的氰酸酯有效结合，降低因环境因素致使钢管和氰酸酯分离现象。钢管开孔有效的降低了钢管的刚性，能有效的分担氰酸酯的冲击力提高管道整体韧性。

4、氰酸酯和钢管的复合采用离心浇注一次性成型技术。 该工艺生产技术简单，不需要进行翻边。

5、通过本发明的生产工艺， 生产出来的产品具有高韧性、高耐磨、 耐酸碱、 防结垢、 使用寿命长、 抗机械冲击等综合性能。与普通钢管相比寿命可提高 10~15 倍， 与纯塑料管相比寿命可提高 5~10 倍，与橡胶相比寿命可提高 4~8 倍。高韧性氰酸酯无缝管可以防止因氰酸酯破损而发生的卷曲变形， 降低了管材在工矿条件恶劣的环境中输送磨蚀性介质时由于内衬材料破损发生卷曲堵塞管道引发爆炸的危险和因钢管破损更换管道的危险。

本发明中，模具为钢管制作而成，因为氰酸酯为硫化成型前是流动的液体，要将氰酸酯与钢管均匀的结合，需将安装在钢管模具内，同时保证钢管与钢管模具在一个同心上。

具体实施方式

以下对本发明作进一步的说明。

一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法，包括以下步骤：

步骤1）、以质量百分比配备浇注混合物原料，四氢呋喃环氧丙烷共聚醚 60%~80%、 甲苯二异氰酸酯 4%~20%、 硫化剂 MOCA5%~15% 、聚酯二元醇 5%~11%，其余为交联剂三元醇N3010；

步骤2）、配备钢管，将钢管内外表面进行喷砂处理后，以20cm为间距，将钢管的管身均匀的开5cm的直径孔，并在室温下进行风干；

步骤3）、将步骤 1） 配备的四氢呋喃环氧丙烷共聚醚倒入反应釜中，开动搅拌器，同时打开加热电源开始加热升温， 再将已配备的甲苯二异氰酸酯、聚酯二元醇、交联剂三元醇N3010缓慢地倒入反应釜中，当温度升至50-60℃时关闭加热电源，待其自然升温使温度控制在 80-90℃之间，在 80-90℃的温度范围内，连续搅拌 90-100 分钟后，停止搅拌，将反应釜密闭静置 24 小时，制得预聚体；

步骤4）、将步骤 3）制得的预聚体进行加热，同时开动搅拌器进行搅拌，抽真空脱气泡，真空过程中温度控制在 95-100℃，真空时间为 50-70 分钟，制得氰酸酯预聚体；

步骤5）、将步骤 2）处理好的钢管安装在装有钢管模具的离心机上保持两端的钢管模具注料口在水平方向上，钢管置于钢管模具内，对钢管进行加热使其温度保持在 60-70℃；

步骤6）、将步骤 4）制得氰酸酯预聚体温度控制在60-80℃，加入步骤 1）配备的硫化剂MOCA，一边加入一边搅拌直至清澈透明为止，制得浇注混合物；

步骤7）、将步骤 6）制得的浇注混合物从两端注料口迅速注入到模具中，并使浇注混合物在模具中自然水平，同时保证钢管内外氰酸酯的厚度达到设计要求，启动离心机进行浇注成型，浇注时间为 30 分钟，温度控制在70-80℃；

步骤8）、将步骤7）成型好的管材从离心机取出，送入硫化仓进行后硫化，硫化时间 8小时，温度控制在 100-110℃ ；

步骤9）、将步骤 8）硫化好的管材取出进行内外表面清洁处理，制得氰酸酯无缝管，经检验合格后入库。

Claims (1)

1.一种高韧性氰酸酯无缝管制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1）、以质量百分比配备浇注混合物原料，四氢呋喃环氧丙烷共聚醚 60%~80%、 甲苯二异氰酸酯 4%~20%、 硫化剂 MOCA5%~15% 、聚酯二元醇 5%~11%，其余为交联剂三元醇N3010；

步骤2）、配备钢管，将钢管内外表面进行喷砂处理后，以20cm为间距，将钢管的管身均匀的开5cm的直径孔，并在室温下进行风干；

步骤3）、将步骤 1） 配备的四氢呋喃环氧丙烷共聚醚倒入反应釜中，开动搅拌器，同时打开加热电源开始加热升温， 再将已配备的甲苯二异氰酸酯、聚酯二元醇、交联剂三元醇N3010缓慢地倒入反应釜中，当温度升至50-60℃时关闭加热电源，待其自然升温使温度控制在 80-90℃之间，在 80-90℃的温度范围内，连续搅拌90-100分钟后，停止搅拌，将反应釜密闭静置 24 小时，制得预聚体；

步骤4）、将步骤 3）制得的预聚体进行加热，同时开动搅拌器进行搅拌，抽真空脱气泡，真空过程中温度控制在 95-100℃，真空时间为 50-70 分钟，制得氰酸酯预聚体；

步骤5）、将步骤 2）处理好的钢管安装在装有钢管模具的离心机上保持两端的钢管模具注料口在水平方向上，钢管置于钢管模具内，对钢管进行加热使其温度保持在 60-70℃；

步骤6）、将步骤 4）制得氰酸酯预聚体温度控制在60-80℃，加入步骤 1）配备的硫化剂MOCA，一边加入一边搅拌直至清澈透明为止，制得浇注混合物；

步骤7）、将步骤 6）制得的浇注混合物从两端注料口迅速注入到钢管模具中，并使浇注混合物在钢管模具中自然水平，同时保证钢管内外氰酸酯的厚度达到设计要求，启动离心机进行浇注成型，浇注时间为 30 分钟，温度控制在70-80℃；

步骤8）、将步骤7）成型好的管材从离心机取出，送入硫化仓进行后硫化，硫化时间 8小时，温度控制在 100-110℃ ；

步骤9）、将步骤 8）硫化好的管材取出进行内外表面清洁处理，制得氰酸酯无缝管，经检验合格后入库。