CN111171275B - 一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111171275B CN111171275B CN202010032307.5A CN202010032307A CN111171275B CN 111171275 B CN111171275 B CN 111171275B CN 202010032307 A CN202010032307 A CN 202010032307A CN 111171275 B CN111171275 B CN 111171275B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- parts
- sand
- polyurethane material
- abrasion resistant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims abstract description 43
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims abstract description 43
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 claims abstract description 43
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims abstract description 43
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 9
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 claims description 9
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 8
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 8
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- JTBAOJVLBMPVBV-UHFFFAOYSA-N [2,4-diamino-5-methyl-3-(sulfanylmethyl)phenyl]methanethiol Chemical compound CC1=CC(CS)=C(N)C(CS)=C1N JTBAOJVLBMPVBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N cis-palmitoleic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NNNVXFKZMRGJPM-KHPPLWFESA-N sapienic acid Chemical compound CCCCCCCCC\C=C/CCCCC(O)=O NNNVXFKZMRGJPM-KHPPLWFESA-N 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 4,4'-methylene-bis-(2-chloroaniline) Chemical compound C1=C(Cl)C(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C(Cl)=C1 IBOFVQJTBBUKMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LKOVPWSSZFDYPG-WUKNDPDISA-N trans-octadec-2-enoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC\C=C\C(O)=O LKOVPWSSZFDYPG-WUKNDPDISA-N 0.000 claims description 3
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 7
- BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N (2s)-2-butoxybutan-1-ol Chemical compound CCCCO[C@@H](CC)CO BJZYYSAMLOBSDY-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/671—Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
- C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
- C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
- C08G18/3863—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms
- C08G18/3865—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms containing groups having one sulfur atom between two carbon atoms
- C08G18/3868—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing groups having sulfur atoms between two carbon atoms, the sulfur atoms being directly linked to carbon atoms or other sulfur atoms containing groups having one sulfur atom between two carbon atoms the sulfur atom belonging to a sulfide group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
- C08G18/4081—Mixtures of compounds of group C08G18/64 with other macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
- C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
- C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
- C08G18/6603—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/6614—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
- C08G18/6618—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L57/00—Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear
- F16L57/06—Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear against wear
Abstract
本发明公开了一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用。所述聚氨酯材料由100重量份低聚物多元醇、1.5～7重量份碱处理的竹纤维、20～45重量份2,4‑甲苯二异氰酸酯、10～26重量份胺类扩链剂和0.3～1.2重量份不饱和脂肪酸制备而成。本发明制得的聚氨酯材料通过旋转浇注工艺浇注到管道内壁，厚度均匀，粘接牢固，固化后不变形，不影响管端间链接，耐磨性能好，输送管使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用。
背景技术
采沙行业主要采用金属管道输送沙子，由于沙水的冲蚀，金属管道内壁容易被磨损从而影响使用寿命。这种情况下，高分子材料/金属复合管道应运而生。目前应用较好的内衬材料是超高分子量聚乙烯，采用先挤出预制内衬管，然后将预制的内衬套进金属管的方式制备。但超高分子量聚乙烯内衬材料蠕变较大，影响到管端连接，导致运输中沙水泄露。
聚氨酯弹性体具有硬度范围宽，耐磨性能好，容易与金属粘接等特点。内衬聚氨酯通过旋转浇注工艺均匀、牢固涂覆在金属管道内壁，能极大缓解管道内壁所受冲击。因此聚氨酯内衬管道具有很好的应用前景。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料。所述聚氨酯材料耐磨性能好、使用寿命长，适用于沙水输送管道内衬。
本发明的另一目的在于提供上述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料，由如下组分制备而成：
所述碱处理的竹纤维的纤维素质量含量在70％以上，尺寸在30～100目之间。
优选的，所述耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料，由如下组分制备而成：
优选的，所述低聚物多元醇为分子量为650～2000的聚四氢呋喃二醇与聚已二酸乙二醇酯的混合物，其中聚四氢呋喃二醇占混合物质量的70～90％。
优选的，所述胺类扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷和2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯中的至少一种。
优选的，所述不饱和脂肪酸的主链碳原子数在15～20之间；更优选为十六碳烯酸和十八碳烯酸中的至少一种。
上述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100重量份竹纤维浸入氢氧化钠溶液中，在80～110℃下浸泡1～3小时，水洗，干燥，破碎至30～100目，得到碱处理的竹纤维；
(2)将1.5～7重量份步骤(1)的竹纤维、0.3～1.2重量份不饱和脂肪酸和100重量份低聚物多元醇加热脱水处理，降温至50～60℃，所得混合物滴加到30～40℃、20～45重量份2,4-甲苯二异氰酸酯中，35～90分钟滴加完毕，在60～70℃下反应1～2小时，然后升温至85～90℃继续反应2～3小时，得到聚氨酯预聚体；
(3)将步骤(2)的聚氨酯预聚体加热至80～90℃，在真空度≤500Pa下脱泡15～30分钟，加入10～26重量份胺类扩链剂，混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，在60～100℃下固化2～4小时，得到聚氨酯弹性体材料。
优选的，步骤(1)所述氢氧化钠溶液为1500～2500重量份，其质量浓度为10～20％。
优选的，步骤(1)所述水洗指将所得产物水洗至中性。
优选的，步骤(1)所述干燥的温度为100～120℃，时间为6～8小时。
优选的，步骤(1)所述浸泡的温度为85～95℃。
优选的，步骤(2)所述加热脱水处理的条件为：在120～130℃以及真空度≤500Pa下脱水2～3小时。
优选的，步骤(3)所述固化温度为65～95℃。
上述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的应用。
优选的，所述应用为在运沙管道内衬材料领域中的应用。
本发明所述聚氨酯材料配方体系中，占多元醇10～30％质量份的聚已二酸乙二醇酯能有效降低聚氨酯预聚体的粘度，使预聚体可以适应于旋转浇注工艺。高纤维素含量的竹纤维可改善聚氨酯材料的拉伸强度和撕裂强度，从而提高聚氨酯材料的抗沙水磨损性能。不饱和酸可以提高扩链剂与预聚体的反应活性，使固化反应可以在较低温度、较短时间内完成，提高生产效率，降低生产成本。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所述聚氨酯通过旋转浇注工艺浇注到管道内壁，厚度均匀，粘接牢固。
(2)本发明所述聚氨酯固化后不变形，不影响管端间连接。
(3)本发明所述聚氨酯材料耐磨性能好，输送管使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本申请实施例和对比例中步骤(1)所得碱处理的竹纤维纤维素质量含量均在70％以上。
实施例1
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)竹纤维的制备：将100重量份的竹纤维(福建海博斯化学技术有限公司竹原纤维)浸入1500重量份质量浓度为12.5％的氢氧化钠溶液中，85℃下浸泡3小时，取出竹纤维，用水洗至pH值为中性。然后置于105℃烘箱中干燥8小时，用中药破碎机将竹纤维破碎至尺寸为30～50目待用。
(2)聚氨酯预聚体的制备：称取步骤(1)制备的竹纤维6.5重量份，十六碳烯酸(天津科密欧化学试剂有限公司)1.1重量份，分子量为2000的聚四氢呋喃二醇(牌号PTMG2000)90重量份，分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯(牌号PE-2010，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)10重量份，加入到配有搅拌器、真空系统和温度计的反应釜中，混合均匀。将反应物加热至120℃，抽真空至余压小于500Pa，脱水3小时，然后降温至55℃；将反应物缓慢滴加到35℃、20重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯(Desmodur T100)中，35分钟滴加完毕，使反应混合物体系的温度保持在65℃；滴加完后保温1小时，然后升温至90℃反应2小时，得到聚氨酯预聚体。
(3)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体，加热至90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡30分钟；加入2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(淄博方中化工有限公司)10.8重量份，快速混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，放入65℃烘箱中，后处理4小时即成为聚氨酯弹性体。
实施例2
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)竹纤维的制备：将100重量份的竹纤维(福建海博斯化学技术有限公司竹原纤维)浸入2000重量份质量浓度为15％的氢氧化钠溶液中，95℃下浸泡2小时，取出竹纤维，用水洗至pH值为中性。然后置于110℃烘箱干燥7小时，用中药破碎机将竹纤维破碎至尺寸为60～80目待用。
(2)聚氨酯预聚体的制备：称取步骤(1)制备的竹纤维3.5重量份，十八碳烯酸(天津科密欧化学试剂有限公司)0.9重量份，分子量为1000的聚四氢呋喃二醇(牌号PTMG2000)80重量份，分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯(牌号PE-2010，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)20重量份，加入到配有搅拌器、真空系统和温度计的反应釜中，混合均匀。将反应物加热至125℃，抽真空至余压小于500Pa，脱水2.5小时，然后降温至58℃；将反应物缓慢滴加到40℃、35重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯(Desmodur T100)中，75分钟滴加完毕，使反应混合物体系的温度保持在70℃；滴加完后保温1.5小时，然后升温至85℃反应3小时，得到聚氨酯预聚体。
(3)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡20分钟；加入4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷(苏州湘园新材料股份有限公司)25.3重量份，快速混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，放入90℃烘箱中，后处理2.5小时即成为聚氨酯弹性体。
实施例3
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)竹纤维的制备：将100重量份的竹纤维(福建海博斯化学技术有限公司竹原纤维)浸入2500重量份质量浓度为20％的氢氧化钠溶液中，105℃下浸泡1小时，取出竹纤维，用水洗至pH值为中性。然后置于115℃烘箱干燥6小时，用中药破碎机将竹纤维破碎至尺寸为80～100目待用。
(2)聚氨酯预聚体的制备：称取步骤(1)制备的竹纤维2.0重量份，十六碳烯酸(天津科密欧化学试剂有限公司)0.5重量份，分子量为650的聚四氢呋喃二醇(牌号PTMG2000)70重量份，分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯(牌号PE-2010，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)30重量份，加入到配有搅拌器、真空系统和温度计的反应釜中，混合均匀。将反应物加热至130℃，抽真空至余压小于500Pa，脱水2小时，然后降温至55℃；将反应物缓慢滴加到38℃、44重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯(Desmodur T100)中，90分钟滴加完毕。滴加完后保温1.5小时，然后升温至87℃反应2.5小时，得到聚氨酯预聚体。
(3)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体，加热至85℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡15分钟；加入2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(淄博方中化工有限公司)22.7重量份，快速混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，放入95℃烘箱中，后处理2小时即成为聚氨酯弹性体。
对比例1
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)竹纤维的制备：将竹纤维(福建海博斯化学技术有限公司竹原纤维)用中药破碎机将竹纤维破碎至尺寸为30～50目待用。
(2)聚氨酯预聚体的制备：称取步骤(1)制备的竹纤维6.5重量份，十六碳烯酸(天津科密欧化学试剂有限公司)1.1重量份，分子量为2000的聚四氢呋喃二醇(牌号PTMG2000)90重量份，分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯(牌号PE-2010，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)10重量份，加入到配有搅拌器、真空系统和温度计的反应釜中，混合均匀。将反应物加热至120℃，抽真空至余压小于500Pa，脱水3小时，然后降温至55℃；将反应物缓慢滴加到35℃、20重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯(Desmodur T100)中，35分钟滴加完毕，使反应混合物体系的温度保持在65℃；滴加完后保温1小时，然后升温至90℃反应2小时，得到聚氨酯预聚体。
(3)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体，加热至90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡30分钟；加入2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(淄博方中化工有限公司)10.8重量份，快速混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，放入65℃烘箱中，后处理4小时即成为聚氨酯弹性体。
对比例2
一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)竹纤维的制备：将100重量份的竹纤维(福建海博斯化学技术有限公司竹原纤维)浸入1500重量份质量浓度为12.5％的氢氧化钠溶液中，85℃下浸泡3小时，取出竹纤维，用水洗至pH值为中性。然后置于105℃烘箱中干燥8小时，用中药破碎机将竹纤维破碎至尺寸为30～50目待用。
(2)聚氨酯预聚体的制备：称取步骤(1)制备的竹纤维10重量份，十六碳烯酸(天津科密欧化学试剂有限公司)1.1重量份，分子量为2000的聚四氢呋喃二醇(牌号PTMG2000)90重量份，分子量为1000的聚己二酸乙二醇酯(牌号PE-2010，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)10重量份，加入到配有搅拌器、真空系统和温度计的反应釜中，混合均匀。将反应物加热至120℃，抽真空至余压小于500Pa，脱水3小时，然后降温至55℃；将反应物缓慢滴加到35℃、20重量份的2,4-甲苯二异氰酸酯(Desmodur T100)中，35分钟滴加完毕，使反应混合物体系的温度保持在65℃；滴加完后保温1小时，然后升温至90℃反应2小时，得到聚氨酯预聚体。
(3)聚氨酯弹性体的制备：将步骤(2)制备的聚氨酯预聚体，加热至90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡30分钟；加入2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯(淄博方中化工有限公司)10.8重量份，快速混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，放入65℃烘箱中，后处理4小时即成为聚氨酯弹性体。
实施例1～3和对比例1～2所制得的聚氨酯弹性体的具体效果见表1：
表1聚氨酯管道内衬与超高分子量聚乙烯内衬性能对比
*自制设备，采用20L机油桶，装沙5L，装水6L；电机30Hz(840RPM)，实验时间：72Hr(小时)。试验方法：将试样称重，固定到试样夹持器上，夹持器通过减速箱与电机连接，将夹持器放进沙水桶中，试样完全被沙水淹没；启动电机，夹持器带动试样在沙水中连续持续转动，承受沙水冲击磨损，72Hr后取下试样，将表面清洗干净，烘干后称重。磨损量为试样试验前后的重量差。
从表1可以看出：本专利制备的聚氨酯材料的耐沙水磨损性能优于45#钢；与超高分子量聚乙烯相比，本专利制备的氨酯弹性体强度高，扯断伸长率大，表现出更好的延伸性能；抗曲挠性能好；抗沙水磨损性能好，管道使用寿命长。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将100重量份竹纤维浸入氢氧化钠溶液中，在80～110℃下浸泡1～3小时，水洗，干燥，破碎至30～100目，得到碱处理的竹纤维；
(2)将1.5～7重量份步骤(1)的竹纤维、0.3～1.2重量份不饱和脂肪酸和100重量份低聚物多元醇加热脱水处理，降温至50～60℃，所得混合物滴加到30～40℃、20～45重量份2,4-甲苯二异氰酸酯中，35～90分钟滴加完毕，在60～70℃下反应1～2小时，然后升温至85～90℃继续反应2～3小时，得到聚氨酯预聚体；
(3)将步骤(2)的聚氨酯预聚体加热至80～90℃，在真空度≤500Pa下脱泡15～30分钟，加入10～26重量份胺类扩链剂，混合均匀，然后倒入预先涂好脱模剂的模具中，在60～100℃下固化2～4小时，得到聚氨酯弹性体材料；
步骤(1)所得碱处理的竹纤维的纤维素质量含量在70％以上，尺寸在30～100目之间；
步骤(2)所述低聚物多元醇为分子量为650～2000的聚四氢呋喃二醇与聚已二酸乙二醇酯的混合物，其中聚四氢呋喃二醇占混合物质量的70～90％；所述不饱和脂肪酸的主链碳原子数在15～20之间。
2.根据权利要求1所述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氢氧化钠溶液为1500～2500重量份，其质量浓度为10～20％，步骤(2)所述加热脱水处理的条件为：在120～130℃以及真空度≤500Pa下脱水2～3小时。
3.根据权利要求1或2所述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥的温度为100～120℃，时间为6～8小时；所述浸泡的温度为85～95℃；
步骤(3)所述固化温度为65～95℃。
4.根据权利要求1所述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述胺类扩链剂为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷和2,4-二氨基-3,5-二甲硫基甲苯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述不饱和脂肪酸为十六碳烯酸和十八碳烯酸中的至少一种。
6.权利要求1～5任一项所述方法制得的一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料。
7.权利要求6所述一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料在运沙管道内衬材料领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010032307.5A CN111171275B (zh) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | 一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010032307.5A CN111171275B (zh) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | 一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111171275A CN111171275A (zh) | 2020-05-19 |
| CN111171275B true CN111171275B (zh) | 2021-07-16 |
Family
ID=70646626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010032307.5A Expired - Fee Related CN111171275B (zh) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | 一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111171275B (zh) |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5329186B2 (zh) * | 1974-07-20 | 1978-08-18 | ||
| CA2088814A1 (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-06 | Dane Kenton Parker | Process for improving the interfacial bonding between fibers and rubber |
| JP3090185B2 (ja) * | 1995-10-19 | 2000-09-18 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム／コード複合体 |
| JP2000066391A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-03-03 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | サンドブラスト用感光性組成物及びそれを用いた感光性フィルム |
| DE19939112A1 (de) * | 1999-08-18 | 2001-02-22 | Basf Ag | Thermoplastische Polyurethane |
| CN1308364C (zh) * | 2005-07-12 | 2007-04-04 | 武汉理工大学 | 植物纤维增强硬质聚氨酯结构泡沫复合材料及其制备工艺 |
| JP5116012B2 (ja) * | 2007-04-29 | 2013-01-09 | 幸子 吉田 | セルロース繊維強化複合体の製造方法、セルロース繊維強化複合体、及びセルロース繊維強化複合体製造用材料 |
| CN103374220B (zh) * | 2012-04-24 | 2017-06-06 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 天然纤维增强聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法 |
| CN102850775A (zh) * | 2012-09-04 | 2013-01-02 | 绍兴文理学院元培学院 | 一种竹原纤维和聚氨酯复合材料制备方法 |
| RU2547841C2 (ru) * | 2012-09-12 | 2015-04-10 | Частное акционерное общество "Научно-технологический центр "УКРВОДБЕЗПЕКА" | Способ получения полигуанидина |
| CN102911335B (zh) * | 2012-10-19 | 2014-07-02 | 奥斯汀新材料（张家港）有限公司 | 一种天然大分子改性热塑性聚氨酯弹性体的制备方法 |
| EP2924058B1 (en) * | 2014-03-28 | 2016-05-25 | Huntsman International Llc | Reinforced organic natural fiber composites |
| CN105254865B (zh) * | 2015-10-21 | 2019-01-18 | 三棵树涂料股份有限公司 | 一种高固低粘pu哑光面漆用醇酸树脂及其制备方法 |
| CN105646823B (zh) * | 2016-01-13 | 2018-01-09 | 宜兴市华夏化工材料有限公司 | 一种竹纤维超细粉的制备方法及其应用 |
| CN107226895B (zh) * | 2017-07-11 | 2022-11-15 | 四川嘉宝莉涂料有限公司 | 一种基于天然纤维的耐磨型水性树脂及其制备方法 |
| CN108250724B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-09-22 | 温州市巨伦鞋业有限公司 | 一种聚氨酯鞋底及其制备方法 |
| CN109337353B (zh) * | 2018-07-23 | 2020-12-11 | 汕头市华莎驰家具家饰有限公司 | 一种表面改性纤维增强聚氨酯复合材料及其制备方法 |
| CN109851746A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-06-07 | 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 | 纤维素改性tpu薄膜材料及其制备方法 |
| CN109705300B (zh) * | 2018-12-24 | 2021-05-11 | 东华大学 | 一种自修复聚氨酯及其制备方法 |
-
2020
- 2020-01-13 CN CN202010032307.5A patent/CN111171275B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111171275A (zh) | 2020-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102814888B (zh) | 聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管及其制备方法与应用 | |
| CN103708196A (zh) | 复合辊筒及其制备方法 | |
| CN101900227A (zh) | 陶瓷颗粒强化复合材料内衬金属管及其制造方法 | |
| CN110684174A (zh) | 低硬度1,5-萘二异氰酸酯基聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN111171275B (zh) | 一种耐沙水磨损的管道内衬用聚氨酯材料及其制备方法与应用 | |
| CN113583617B (zh) | 一种自修复反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 | |
| CN109575351B (zh) | 一种木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法 | |
| CN113308110A (zh) | 一种聚氨酯衬胶复合管道及其制备方法 | |
| CN115027072A (zh) | 一种高耐久复合岩棉加工工艺及其结构 | |
| CN110527058B (zh) | 一种遇水膨胀体材料合成方法 | |
| CN115466504A (zh) | 一种用于填充水工建筑物混凝土伸缩缝的聚氨酯及其制备方法 | |
| CN115073697B (zh) | 一种生物基聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN110922091B (zh) | 混凝土改性用双组分聚氨酯组合物及其制备方法 | |
| CN111087609A (zh) | 一种高耐磨mc尼龙的制备方法 | |
| CN117143436B (zh) | 一种环氧树脂组合物、碳纤维制品、叶轮及其制备方法和应用 | |
| CN116987245B (zh) | 一种热塑成型管道非开挖修复材料及其制备方法 | |
| CN116396443B (zh) | 聚四氢呋喃醚二醇改性聚合物多元醇的合成方法 | |
| CN115368557B (zh) | 一种矿用管材尼龙改性材料及其制备方法 | |
| CN115488996B (zh) | 一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法 | |
| CN114907683A (zh) | 一种用于页岩气开采的可溶性桥塞胶料的制备方法 | |
| CN117486542A (zh) | 一种具有高强度的超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN115612057B (zh) | 常温拉链封边涂层用聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN116426113B (zh) | 一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法 | |
| CN115838467A (zh) | 一种天然生物质甲壳素改性单组份水溶性聚氨酯化学灌浆材料的制备方法及其产品 | |
| CN105017725A (zh) | 船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210716 |