CN110864175A - 一种保温三通管道 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道技术领域，公开了一种保温三通管道。包括主管道和一体连接在主管道侧壁上的分支管道，所述主管道与分支管道相互连通，所述主管道的两端各设有一个主连接部，所述分支管管道的自由端设有一个分连接部，所述主管道和分支管道由内到外依次包括圆筒状的输送层、保温层、隔热层和金属层。本发明三通管道不需要外在拼装保温套，省时省力，而且具有较好的保温作用；输送层采用耐热的聚氯乙烯制备，具有较好的优异的力学性能和致密性能够保证运输物料不发生泄漏或渗透。

Description

一种保温三通管道
技术领域
本发明涉及管道技术领域，尤其是涉及一种保温三通管道。
背景技术
在管道保温过程中人们大多使用直筒形状的保温管件，然而当遇到管道的节门或三通时，只能将直筒形状的保温管件进行切割后拼装，或是将玻璃棉等纤维类的保温材料缠绕在不具有保温性能的三通管道，或是采用不同规格的保温管后拼装方法来完成，从而使三通管道具有保温作用，避免管道内部的热量散失。但是这对工作带来诸多不便，费时又费力，而且拼装过程中难免留下较多缝隙，影响三通管道的保温效果。例如中国专利公开号CN203963397公开了一种三通管道保温壳体，包括第一保温壳体，为T型，该T型的横边与竖边的横截面均为两端设有向外延伸的半圆凹板的半圆形，该半圆凹板能与该半圆凹槽相配合，将第一保温壳体与第二保温壳体固定连接在一起，从而实现对三通管管道的保温；中国专利公开号CN202327534公开了一种三通管道保温壳体，包括两半相互对称的保温套，保温套组合之后的外形与所述三通管道外形一致，通过保温套实现对三通管道的保温。上述技术方案中均采用保温部件拼装包裹在三通管道的外部，实现对三通管道的保温作用，但是对工作带来不便，费时费力，而且拼装在三通管管道外部的保温部件连接处存在缝隙，容易造成热量散失，影响保温效果。
发明内容
本发明是为了克服现有技术问题，提供一种保温三通管道。本发明三通管道不需要外在拼装保温套，省时省力，而且具有较好的保温作用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种保温三通管道，包括主管道和一体连接在主管道侧壁上的分支管道，所述主管道与分支管道相互连通，所述主管道的两端各设有一个主连接部，所述分支管管道的自由端设有一个分连接部，所述主管道和分支管道由内到外依次包括圆筒状的输送层、保温层、隔热层和金属层。
作为优选，所述保温层为材质为玻璃纤维布。
作为优选，所述隔热层包括筒体和设于筒体内部的支撑体，所述支撑体夹设于筒体与保温层之间。
作为优选，所述输送层由耐热聚氯乙烯材料制备而成。
作为优选，所述耐热聚氯乙烯材料的制备方法包括以下步骤：
1)按重量份配比下述组分：聚氯乙烯树脂80-100份，钙锌稳定剂2-5份，改性珊瑚礁粉3-6份，钼铬红颜料0.5-1份，润滑剂石蜡0.5-1.5份，抗氧剂1010 0.5-1.5份；
2)将聚氯乙烯树脂、钙锌稳定剂、珊瑚礁粉和钼铬红颜料加入高速搅拌机中，高速搅拌升温至70-80℃时加入润滑剂石蜡和抗氧剂1010，待温度升至100-105℃时停止升温，转入冷却机中进行降至室温；
3)将步骤2)中冷却至室温后的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，得耐热聚氯乙烯材料。
作为优选，所述改性珊瑚礁粉的制备方法包括以下步骤：将珊瑚礁粉置于马弗炉中在200-300℃下煅烧1-3h，冷却后在100-200W功率下进行超声震荡清洗20-30min，转入烘箱在干燥，得预处理珊瑚礁粉，备用；将N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺和表面活性剂十二烷基硫酸钠加入去离子水中搅拌溶解得N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液，将预处理珊瑚礁粉加入N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液中浸泡20-30min，过滤后将润湿的预处理珊瑚礁粉加入均苯三甲酰氯溶液中，室温下反应1-2min，过滤后置于烘箱中在50-60℃下进行热固化反应，得改性珊瑚礁粉。
作为优选，所述预处理珊瑚礁粉与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺质量比为1:2-4。
作为优选，所述热固化反应时间为10-13min。
本发明三通管道有内向外依次包括输送层、保温层、隔热层和金属层，输送层使用聚氯乙烯材料制备而成，聚氯乙烯具有较好的机械性能，抗张强度和冲击强度高，作为管道的内层材料具有优异的力学性能和致密性能够保证运输物料不发生泄漏或渗透。保温层能够对管道运输物料实现保温作用；隔热层能够阻止管道内部与外部之间的热量交换，本发明隔热层包括筒体和设于筒体内部的支撑体，支撑体夹设于筒体与保温层之间，使隔热层的筒体与保温层之间具有一定的密闭空间，密闭空间能够进一步提升隔热层的隔热作用。在管道的最外层设置金属层，金属层能够对内部的隔热层和保温层起到保护的作用，防止外力的冲击造成隔热层和保温层的损坏。本发明管道保温层和隔热层对输送层的保温和隔热作用，从而实现输送层内部的物料的保温作用。
本发明输送层使用聚氯乙烯材料，虽然聚氯乙烯具有优异的力学性能和致密性能够保证运输物料不发生泄漏或渗透，但是聚氯乙烯的耐热性能一般，在输送物料过程中聚氯乙烯长时间遇热容易发生热降解反应。聚氯乙烯遇热后会生成芳烃化合物和少量氯化氢气体，其中氯化氢气体能够催化加速聚氯乙烯的进一步热解生成更多的芳烃化合物，芳烃化合物生成越多，聚氯乙烯热解程度越高。本发明为提高聚氯乙烯材料的耐热性一方面通过添加钙锌稳定剂抑制芳烃化合物的生成。另一方面，通过添加改性珊瑚礁粉除去生成的氯化氢气体，具体作用原理为：珊瑚礁粉具有多孔结构，利用多孔结构的吸附性能吸附生成的氯化氢气体，从而避免氯化氢气体对聚氯乙烯热解产生催化作用。但是，珊瑚礁粉吸附容量小，对氯化氢吸附很容易达到吸附饱和的状态，本发明为解决此问题，对珊瑚礁粉进行改性处理，具体改性步骤为先将珊瑚礁粉置于马弗炉中进行高温煅烧处理，除去珊瑚礁粉中的微生物，然后进行超声震荡处理，清洗除去珊瑚礁粉体多孔结构中的杂质，形成具有丰富空洞结构的珊瑚礁颗粒，提高其吸附性能。然后置于N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺水溶液中进行浸泡处理，使预处理的珊瑚礁粉颗粒表面浸润N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺，再将其浸入均苯三甲酰氯溶液中，均苯三甲酰氯与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺在珊瑚礁粉颗粒表面发生界面聚合反应，从而使珊瑚礁粉颗粒表面负载含有氨基的高分子聚合物，改性珊瑚礁表面的高分子聚合物含有的氨基一方面能够与珊瑚礁粉颗粒表面的羟基形成氢键作用力，提高有机高分子聚合物与珊瑚礁粉颗粒之间的作用力，两者不容易发生脱离；另一方面，利用珊瑚礁粉颗粒的吸附性能提高珊瑚礁粉周围氯化氢的浓度，然后高分子聚合物含有的氨基与珊瑚礁粉颗粒周围的氯化氢发生反应，从而除去氯化氢，从而解决珊瑚礁粉对氯化氢气体吸附容易达到饱和的问题。
另外，由于改性珊瑚礁粉表面的高分子聚合物能够提高无机珊瑚礁粉与聚氯乙烯树脂之间的相容性，进而提高珊瑚礁粉在聚氯乙烯树脂中分散的均匀性。
本发明实验过程中发现改性珊瑚礁粉制备过程中热固化时间是氯化氢去除效果的关键。当热固化反应时间过短，均苯三甲酰氯与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺之间发生交联反应较弱，不能形成高分子聚合物粘附在珊瑚礁粉表面，造成珊瑚礁粉表面的高分子聚合物较少，进而造成珊瑚礁表面的氨基较少；当热固化反应时间过长，均苯三甲酰氯中的酰氯基团与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺分子中的氨基会发生充分反应，消耗过多的氨基，造成珊瑚礁表面高分子聚合物分子中含有少量的氨基。本发明控制热固化反应时间为10-13min，能够使珊瑚礁颗粒表面有适量的氨基，有效去除聚氯乙烯热解生成的氯化氢气体，避免氯化氢对聚氯乙烯热解进一步产生催化作用。
附图说明
图1是本发明三通管道的一种结构示意图。
图2是支管道或分支管道的横截面结构示意图。
图3是图2中A处的局部放大结构示意图。
附图标记
主管道1、分支管道2、主连接部101、固定块102、分连接部201、输送层301、保温层302、隔热层303、金属层304。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
如图1为本发明三通管道的一种结构示意图，包括主管道1和一体连接在主管道侧壁上的分支管道2，所述主管道垂直于分支管道，主管道与分支管道相互连通，所述主管道的侧壁与分支管道的侧壁之间设有加固主管道与分支管道的连接的固定块102，所述主管道的两端各设有一个主连接部101，所述分支管管道的自由端设有一个分连接部201，所述主连接部和分连接部均为圆筒状且内壁上设有螺纹，如图2、图3分别为支管道或分支管道的横截面结构示意图和图2中A处的局部放大结构示意图，所述主管道和分支管道由内到外依次包括圆筒状的输送层301、保温层302、隔热层303和金属层304；所述输送层由耐热聚氯乙烯材料制备而成，保温层为材质为玻璃纤维布；所述隔热层包括筒体303a和设于筒体内部的支撑体303b，所述支撑体夹设于筒体与保温层之间。
耐热聚氯乙烯材料的制备方法包括以下步骤：
1)按重量份配比下述组分：聚氯乙烯树脂100份，钙锌稳定剂5份，改性珊瑚礁粉3份，钼铬红颜料1份，润滑剂石蜡0.5份，抗氧剂1010 1.5份；
2)将聚氯乙烯树脂、钙锌稳定剂、珊瑚礁粉和钼铬红颜料加入高速搅拌机中，高速搅拌升温至70℃时加入润滑剂石蜡和抗氧剂1010，待温度升至100℃时停止升温，转入冷却机中进行降至室温；
3)将步骤2)中冷却至室温后的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，螺杆挤出机一区温度设置为183℃，二区温度设置为172℃，三区温度设置为170℃，四区温度设置为167℃，造粒，得耐热聚氯乙烯材料。
改性珊瑚礁粉的制备方法包括以下步骤：
将珊瑚礁粉置于马弗炉中在300℃下煅烧1h，冷却后在100W功率下进行超声震荡清洗30min，转入烘箱在60℃下干燥2h，得预处理珊瑚礁粉，备用；将N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺和表面活性剂十二烷基硫酸钠加入去离子水中搅拌溶解得质量浓度为3％的N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液，表面活性剂十二烷基硫酸钠添加量为N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺的5wt％，将预处理珊瑚礁粉加入N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液中浸泡20min，预处理珊瑚礁粉与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺质量比为1:2，过滤后将润湿的预处理珊瑚礁粉加入质量浓度为0.5％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液中，室温下反应1min，过滤后置于烘箱中在60℃下进行热固化反应10min，得改性珊瑚礁粉。
实施例2
如图1为本发明三通管道的一种结构示意图，包括主管道1和一体连接在主管道侧壁上的分支管道2，所述主管道垂直于分支管道，主管道与分支管道相互连通，所述主管道的侧壁与分支管道的侧壁之间设有加固主管道与分支管道的连接的固定块102，所述主管道的两端各设有一个主连接部101，所述分支管管道的自由端设有一个分连接部201，所述主连接部和分连接部均为圆筒状且内壁上设有螺纹，如图2、图3分别为支管道或分支管道的横截面结构示意图和图2中A处的局部放大结构示意图，所述主管道和分支管道由内到外依次包括圆筒状的输送层301、保温层302、隔热层303和金属层304；所述输送层由耐热聚氯乙烯材料制备而成，保温层为材质为玻璃纤维布；所述隔热层包括筒体303a和设于筒体内部的支撑体303b，所述支撑体夹设于筒体与保温层之间。
耐热聚氯乙烯材料的制备方法包括以下步骤：
1)按重量份配比下述组分：聚氯乙烯树脂80份，钙锌稳定剂2份，改性珊瑚礁粉6份，钼铬红颜料0.5份，润滑剂石蜡1.5份，抗氧剂1010 0.5份；
2)将聚氯乙烯树脂、钙锌稳定剂、珊瑚礁粉和钼铬红颜料加入高速搅拌机中，高速搅拌升温至80℃时加入润滑剂石蜡和抗氧剂1010，待温度升至105℃时停止升温，转入冷却机中进行降至室温；
3)将步骤2)中冷却至室温后的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，螺杆挤出机一区温度设置为183℃，二区温度设置为172℃，三区温度设置为170℃，四区温度设置为167℃，造粒，得耐热聚氯乙烯材料。
改性珊瑚礁粉的制备方法包括以下步骤：
将珊瑚礁粉置于马弗炉中在200℃下煅烧3h，冷却后在200W功率下进行超声震荡清洗20min，转入烘箱在60℃下干燥2h，得预处理珊瑚礁粉，备用；将N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺和表面活性剂十二烷基硫酸钠加入去离子水中搅拌溶解得质量浓度为3％的N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液，表面活性剂十二烷基硫酸钠添加量为N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺的5wt％，将预处理珊瑚礁粉加入N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液中浸泡30min，预处理珊瑚礁粉与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺质量比为1:4，过滤后将润湿的预处理珊瑚礁粉加入质量浓度为0.5％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液中，室温下反应2min，过滤后置于烘箱中在50℃下进行热固化反应13min，得改性珊瑚礁粉。
聚氯乙烯耐热性能测试：
将实施例1-2制备的电缆料置于烘箱中在180℃下进行热烘，记录试样变黑的时间(热稳定时间)。根据GB/T1447-2005测试试样热老化后的拉升强度。测试结果如下：
Figure BDA0002303347460000061
由以上测试结构可以得到，本发明制备得到的耐热聚氯乙烯物料180℃下的热稳定时间能够达到430min以上，热老化后拉伸强度达到22MPa以上，维卡软化温度达到110℃以上，证明本发明聚氯乙烯物料具有较好的耐热性能。

Claims (8)

1.一种保温三通管道，其特征在于，包括主管道（1）和一体连接在主管道侧壁上的分支管道（2），所述主管道与分支管道相互连通，所述主管道的两端各设有一个主连接部（101），所述分支管管道的自由端设有一个分连接部（201），所述主管道和分支管道由内到外依次包括圆筒状的输送层（301）、保温层（302）、隔热层（303）和金属层（304）。
2.根据权利要求1所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述保温层为材质为玻璃纤维布。
3.根据权利要求1所述的一种保温三通管道，所述隔热层包括筒体（303a）和设于筒体内部的支撑体（303b），所述支撑体夹设于筒体与保温层之间。
4.根据权利要求1所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述输送层由耐热聚氯乙烯材料制备而成。
5.根据权利要求5所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述耐热聚氯乙烯材料的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份配比下述组分：聚氯乙烯树脂80-100份，钙锌稳定剂2-5份，改性珊瑚礁粉3-6份，钼铬红颜料0.5-1份，润滑剂石蜡0.5-1.5份，抗氧剂1010 0.5-1.5份；
2）将聚氯乙烯树脂、钙锌稳定剂、珊瑚礁粉和钼铬红颜料加入高速搅拌机中，高速搅拌升温至70-80℃时加入润滑剂石蜡和抗氧剂1010，待温度升至100-105℃时停止升温，转入冷却机中进行降至室温；
3）将步骤2）中冷却至室温后的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，得耐热聚氯乙烯材料。
6.根据权利要求5所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述改性珊瑚礁粉的制备方法包括以下步骤：将珊瑚礁粉置于马弗炉中在200-300℃下煅烧1-3h，冷却后在100-200W功率下进行超声震荡清洗20-30min，转入烘箱在干燥，得预处理珊瑚礁粉，备用；将N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺和表面活性剂十二烷基硫酸钠加入去离子水中搅拌溶解得N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液，将预处理珊瑚礁粉加入N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺溶液中浸泡20-30min，过滤后将润湿的预处理珊瑚礁粉加入均苯三甲酰氯溶液中，室温下反应1-2min，过滤后置于烘箱中在50-60℃下进行热固化反应，得改性珊瑚礁粉。
7.根据权利要求6所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述预处理珊瑚礁粉与N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4丁二胺质量比为1:2-4。
8.根据权利要求6所述的一种保温三通管道，其特征在于，所述热固化反应时间为10-13min。
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