CN111500241B - 一种应用于管道修复的渗透胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚80‑120份、增塑剂TXIB 2‑8份、催化剂3‑9份、硅酸盐树脂4‑9份、稀释剂4‑8份、硅烷偶联剂KH‑570 2‑6份、改性增粘剂10‑20份、防水改性助剂8‑16份。本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法。本发明制备得到的渗透胶具有优异的流动渗透效果，粘性更好。

Description

一种应用于管道修复的渗透胶及其制备方法
技术领域
本发明属于渗透胶的技术领域，具体涉及一种应用于管道修复的渗透胶及其制备方法。
背景技术
在管道局部裂缝、渗漏、破损的情况下，因管道局部破损而需要紧急抢修时，可用CIPP局部修复技术对管道进行修复。适用范围：管接头、管壁等漏处地下水涌入；脱节、破损、裂损、错位；机械磨损；腐蚀。适用管径：100mm-1350mm。使用该技术修复破损点位后能形成与旧管结合的高强度新管，耐磨损，耐腐蚀，正常能维系30年以上的寿命。
修复气囊把浸渗树脂的玻璃纤维布导入管道破损部位，用适当的气压充入修补器使之膨胀，把浸渗胶水的玻璃纤维布挤压在管道内壁的破损部位，胶水固化后，玻璃纤维布便被固定于管道破损部位，整个修复工作时间1-2小时。
中国专利申请文献“渗透胶水(申请号：201710030790.1)”公开了一种渗透胶水，用以对两个物件进行结合，其成分及比例分别为：水溶性聚乙烯醇为1％-2％、丙烯酸乳液为1％-2％、醋酸乙烯基乳液为1％-2％、稀释剂为1％-2％、渗透剂为1％-3％、催化剂为0.05％-0.1％和水为90％-96％的搅拌混合，制成的渗透胶水用以位于两个物件之间，并部分渗透进入两个物件，0.01％-0.05％的稳定剂位于渗透胶水中，发挥其分子的稳定特性，让渗透胶水的分子停止运动，一部分稳定的位于两个物件内，另一部分则稳定的位于两个物件之间，继而两个物件之间的结合力增强。但是该专利中公开的渗透胶水的流动性以及粘性在管道修复的领域中效果无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于管道修复的渗透胶及其制备方法，以解决在专利申请文献“渗透胶水(申请号：201710030790.1)”公开的渗透胶水的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高渗透胶水流动性和粘度的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚80-120份、增塑剂TXIB2-8份、催化剂3-9份、硅酸盐树脂4-9份、稀释剂4-8份、硅烷偶联剂KH-570 2-6份、改性增粘剂10-20份、防水改性助剂8-16份。
进一步的，改性增粘剂的原料按重量份包括：木铵20-40份、酚醛树脂8-16份、苯酚4-8份、质量分数为95％浓硫酸溶液6-9份、甲醛2-6份、质量分数为95％的乙醇溶液1-5份、玉米淀粉4-8份、质量分数为25％的氢氧化钠溶液3-9份、环氧乙烷3-8份、硅烷偶联剂KH-550 2-5份。
进一步的，改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、将木铵粉碎至60-100目，然后加入酚醛树脂、苯酚和质量分数为95％浓硫酸溶液混合均匀，升温至80-120℃，保温20-30min，接着于650-850r/min转速搅拌20-30min，接着加入甲醛混合均匀，升温至130-140℃，保温10-20min，得到物料a；
S2、将质量分数为95％的乙醇溶液、玉米淀粉和质量分数为25％的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，充入氮气10-20min，接着加入环氧乙烷混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，接着加入盐酸调节pH至6.5-7.0，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，于1200-1400r/min转速混合10-30min，冷却至室温得到改性增粘剂。
进一步的，防水改性助剂的原料按重量份包括：硅酸钠20-40份、绢云母粉10-30份、质量分数为10％的聚乙烯醇溶液40-50份、乳化剂OP-105-15份、柠檬酸2-5份、苯酚4-8份。
进一步的，防水改性助剂按如下工艺进行制备：将硅酸钠、绢云母粉和质量分数为10％的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温10-30min，接着加入乳化剂OP-10、柠檬酸和苯酚混合均匀，继续升温至110-130℃，搅拌10-30min，于850-1150r/min转速搅拌10-30min，熟化24-36h后得到防水改性助剂。
本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至140-150℃，保温30-50min，接着于650-850r/min转速搅拌1-2h得到物料I；
S2、向物料I中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至120-130℃，保温20-40min，于1500-2500r/min转速搅拌5-10h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
本发明具有以下有益效果：本发明以聚醚和硅酸盐树脂作为主料，并在催化剂的作用下有与玻璃纤维布结合实现将玻璃纤维布粘结在管道内壁，另外，在稀释剂的作用下实现对渗透胶的稀释，从而改变其流动性，依次更好渗透在玻璃纤维布上，另外本发明中添加的改性增粘剂通过利用氢氧化钠作为碱性催化剂，环氧丙烷作为醚化剂进行羟丙基反应，实现对玉米淀粉的羟丙基变性，有效使得得到的改性玉米淀粉交联度更好，从而使获得的玉米淀粉在保证良好粘度的同时，流动性更好，另外，由于改性后的玉米淀粉流动性更好，且通过改性获得的羟丙基可以与物料a中酚化改性木铵粉表面的不饱和键结合获得具有更好粘度和流动性的改性增粘剂，以满足管道修复过程中，渗透胶流动性和粘度，另外，改性增粘剂中具有大量的不饱和键，可以渗透到玻璃纤维布中，与玻璃纤维布中的纤维表面的羟基的结合，以获得更好的粘结性，使得玻璃纤维布牢固粘结管道内。另外，添加的防水改性助剂以硅酸钠为主料，以聚乙烯醇为改性剂，以柠檬酸和苯酚作为引发剂，与硅酸钠发生交联反应，并利用绢云母粉的层状结构，在硅酸钠和聚乙烯醇的交联作用中，作为填料可以进一步提高改性防水剂的防水性能。
附图说明
图1a是本发明滑动性的性能测试方法中试条的俯视图；
图1b是本发明滑动性的性能测试方法中试条在Y区对折线内放置1根Φ2mm铝丝后的结构示意图；
图1c是本发明滑动性的性能测试方法中试条将弹簧秤上的联接勾从BB线中心插穿试条并与铝丝相连接后的结构示意图。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚80-120份、增塑剂TXIB 2-8份、催化剂3-9份、硅酸盐树脂4-9份、稀释剂4-8份、硅烷偶联剂KH-570 2-6份、改性增粘剂10-20份、防水改性助剂8-16份。
改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、按重量份将20-40份木铵粉碎至60-100目，然后加入8-16份酚醛树脂、4-8份苯酚和6-9份质量分数为95％浓硫酸溶液混合均匀，升温至80-120℃，保温20-30min，接着于650-850r/min转速搅拌20-30min，接着加入2-6份甲醛混合均匀，升温至130-140℃，保温10-20min，得到物料a；
S2、将1-5份质量分数为95％的乙醇溶液、4-8份玉米淀粉和3-9份质量分数为25％的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，充入氮气10-20min，接着加入3-8份环氧乙烷混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，接着加入盐酸调节pH至6.5-7.0，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和2-5份硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，于1200-1400r/min转速混合10-30min，冷却至室温得到改性增粘剂。
防水改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将20-40份硅酸钠、10-30份绢云母粉和40-50份质量分数为10％的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温10-30min，接着加入5-15份乳化剂OP-10、2-5份柠檬酸和4-8份苯酚混合均匀，继续升温至110-130℃，搅拌10-30min，于850-1150r/min转速搅拌10-30min，熟化24-36h后得到防水改性助剂。
本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至140-150℃，保温30-50min，接着于650-850r/min转速搅拌1-2h得到物料I；
S2、向物料I中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至120-130℃，保温20-40min，于1500-2500r/min转速搅拌5-10h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
实施例1
一种应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚100份、增塑剂TXIB 5份、催化剂6份、硅酸盐树脂6.5份、稀释剂6份、硅烷偶联剂KH-570 4份、改性增粘剂15份、防水改性助剂12份。
改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、按重量份将30份木铵粉碎至80目，然后加入12份酚醛树脂、6份苯酚和7.5份质量分数为95％浓硫酸溶液混合均匀，升温至100℃，保温25min，接着于750r/min转速搅拌250min，接着加入4份甲醛混合均匀，升温至135℃，保温15min，得到物料a；
S2、将3份质量分数为95％的乙醇溶液、6份玉米淀粉和6份质量分数为25％的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至85℃，保温30min，充入氮气15min，接着加入5.5份环氧乙烷混合均匀，升温至120℃，保温20min，接着加入盐酸调节pH至6.8，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和3.5份硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至120℃，保温20min，于1300r/min转速混合20min，冷却至室温得到改性增粘剂。
防水改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将30份硅酸钠、20份绢云母粉和45份质量分数为10％的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至85℃，保温20min，接着加入10份乳化剂OP-10、3.5份柠檬酸和6份苯酚混合均匀，继续升温至120℃，搅拌20min，于950r/min转速搅拌20min，熟化30h后得到防水改性助剂。
本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至120℃，保温30min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至145℃，保温40min，接着于750r/min转速搅拌1.5h得到物料I；
S2、向物料I中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至125℃，保温30min，于2000r/min转速搅拌7.5h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
实施例2
一种应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚80份、增塑剂TXIB 8份、催化剂3份、硅酸盐树脂9份、稀释剂4份、硅烷偶联剂KH-570 6份、改性增粘剂10份、防水改性助剂16份。
改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、按重量份将20份木铵粉碎至100目，然后加入8份酚醛树脂、8份苯酚和6份质量分数为95％浓硫酸溶液混合均匀，升温至120℃，保温20min，接着于850r/min转速搅拌20min，接着加入6份甲醛混合均匀，升温至130℃，保温20min，得到物料a；
S2、将1份质量分数为95％的乙醇溶液、8份玉米淀粉和3份质量分数为25％的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至90℃，保温20min，充入氮气20min，接着加入3份环氧乙烷混合均匀，升温至130℃，保温10min，接着加入盐酸调节pH至7.0，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和2份硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至130℃，保温30min，于1200r/min转速混合30min，冷却至室温得到改性增粘剂。
防水改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将20份硅酸钠、30份绢云母粉和40份质量分数为10％的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至90℃，保温10min，接着加入15份乳化剂OP-10、2份柠檬酸和8份苯酚混合均匀，继续升温至110℃，搅拌30min，于850r/min转速搅拌30min，熟化24h后得到防水改性助剂。
本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至110℃，保温40min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至140℃，保温50min，接着于650r/min转速搅拌2h得到物料I；
S2、向物料I中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至120℃，保温40min，于1500r/min转速搅拌10h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
实施例3
一种应用于管道修复的渗透胶，其原料按重量份包括：聚醚120份、增塑剂TXIB 2份、催化剂9份、硅酸盐树脂4份、稀释剂8份、硅烷偶联剂KH-570 2份、改性增粘剂20份、防水改性助剂8份。
改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、按重量份将40份木铵粉碎至60目，然后加入16份酚醛树脂、4份苯酚和9份质量分数为95％浓硫酸溶液混合均匀，升温至80℃，保温30min，接着于650r/min转速搅拌30min，接着加入2份甲醛混合均匀，升温至140℃，保温10min，得到物料a；
S2、将5份质量分数为95％的乙醇溶液、4份玉米淀粉和9份质量分数为25％的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至80℃，保温40min，充入氮气10min，接着加入8份环氧乙烷混合均匀，升温至110℃，保温30min，接着加入盐酸调节pH至6.5，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和5份硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至110℃，保温30min，于1200r/min转速混合30min，冷却至室温得到改性增粘剂。
防水改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将40份硅酸钠、10份绢云母粉和50份质量分数为10％的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至80℃，保温30min，接着加入5份乳化剂OP-10、5份柠檬酸和4份苯酚混合均匀，继续升温至130℃，搅拌10min，于1150r/min转速搅拌10min，熟化36h后得到防水改性助剂。
本发明还提出一种应用于管道修复的渗透胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至130℃，保温20min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至150℃，保温30min，接着于850r/min转速搅拌1h得到物料I；
S2、向物料I中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至130℃，保温20min，于2500r/min转速搅拌5h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
对比例1
采用中国专利申请文献“渗透胶水(申请号：201710030790.1)”中具体实施例所述的方法制备的渗透胶水。
对实施例1-3和对比例1制得的产品进行粘度和滑动性的性能测试，结果如下表1所示。
表1：
Figure BDA0002469448960000081
注：滑动性的性能测试方法如下：称取实施例1-3和对比例1中的渗透胶备用。标准纸基和渗透液在使用前应在实验室温度23±5℃和相对湿度65％±20％的试验条件下放置12h以上。
取3块大小为125mm×250mm的标准壁纸试条，长边平行于纸的机械成型方向，在试条的反面用铅笔量尺划出1块75mm×180mm的试条(如图1a所示)。用玻璃棒蘸渗透胶均匀涂布在壁纸试条的反面，淀粉的涂胶量为80cm2/g，保证X和Y面完全涂胶。在不触及X涂胶区的情况下剪取180mm×75mm的试条，试条两边即X区和Y区要胶对胶地重合。在Y区对折线内放置1根Φ2mm铝丝，形成在AA线上对接(见图1b)，将试条放在玻璃板表面上渗吸4min。剥开X区，将其涂胶面朝下放在300mm×200mm的玻璃平板上，AA线与玻璃的一边重合，稍微倾斜玻璃板，使光滑辊在重力的作用下5s内滚压一次试条。30s后，将弹簧秤上的联接勾从BB线中心插穿试条并与铝丝相连接(见图1c)，以约10mm/s的稳定速度使试条相对玻璃平板移动25mm，(注意避免联接勾和台座间的摩擦)，记录试条稳定移动时弹簧秤的读数，重复三次操作取其平均值。
由上表可知：实施例1的25℃时的粘度最高，滑动性最好。
具体分析如下：本发明以聚醚和硅酸盐树脂作为主料，并在催化剂的作用下有与玻璃纤维布结合实现将玻璃纤维布粘结在管道内壁，另外，在稀释剂的作用下实现对渗透胶的稀释，从而改变其流动性，依次更好渗透在玻璃纤维布上，另外本发明中添加的改性增粘剂通过利用氢氧化钠作为碱性催化剂，环氧丙烷作为醚化剂进行羟丙基反应，实现对玉米淀粉的羟丙基变性，有效使得得到的改性玉米淀粉交联度更好，从而使获得的玉米淀粉在保证良好粘度的同时，流动性更好，另外，由于改性后的玉米淀粉流动性更好，且通过改性获得的羟丙基可以与物料a中酚化改性木铵粉表面的不饱和键结合获得具有更好粘度和流动性的改性增粘剂，以满足管道修复过程中，渗透胶流动性和粘度，另外，改性增粘剂中具有大量的不饱和键，可以渗透到玻璃纤维布中，与玻璃纤维布中的纤维表面的羟基的结合，以获得更好的粘结性，使得玻璃纤维布牢固粘结管道内。另外，添加的防水改性助剂以硅酸钠为主料，以聚乙烯醇为改性剂，以柠檬酸和苯酚作为引发剂，与硅酸钠发生交联反应，并利用绢云母粉的层状结构，在硅酸钠和聚乙烯醇的交联作用中，作为填料可以进一步提高改性防水剂的防水性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种应用于管道修复的渗透胶，其特征在于，其原料按重量份包括：聚醚80-120份、增塑剂TXIB 2-8份、催化剂3-9份、硅酸盐树脂4-9份、稀释剂4-8份、硅烷偶联剂KH-570 2-6份、改性增粘剂10-20份、防水改性助剂8-16份；
改性增粘剂的原料按重量份包括：木铵20-40份、酚醛树脂8-16份、苯酚4-8份、质量分数为95%浓硫酸溶液6-9份、甲醛2-6份、质量分数为95%的乙醇溶液1-5份、玉米淀粉4-8份、质量分数为25%的氢氧化钠溶液3-9份、环氧乙烷3-8份、硅烷偶联剂KH-550 2-5份；
防水改性助剂的原料按重量份包括：硅酸钠20-40份、绢云母粉10-30份、质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40-50份、乳化剂OP-10 5-15份、柠檬酸2-5份、苯酚4-8份。
2.如权利要求1所述的应用于管道修复的渗透胶，其特征在于，改性增粘剂按如下工艺进行制备：
S1、将木铵粉碎至60-100目，然后加入酚醛树脂、苯酚和质量分数为95%浓硫酸溶液混合均匀，升温至80-120℃，保温20-30min，接着于650-850r/min转速搅拌20-30min，接着加入甲醛混合均匀，升温至130-140℃，保温10-20min，得到物料a；
S2、将质量分数为95%的乙醇溶液、玉米淀粉和质量分数为25%的氢氧化钠溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温20-40min，充入氮气10-20min，接着加入环氧乙烷混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，接着加入盐酸调节pH至6.5-7.0，水洗后得到物料b；
S3、将物料a、物料b和硅烷偶联剂KH-550混合均匀，升温至110-130℃，保温10-30min，于1200-1400r/min转速混合10-30min，冷却至室温得到改性增粘剂。
3.如权利要求1所述的应用于管道修复的渗透胶，其特征在于，防水改性助剂按如下工艺进行制备：将硅酸钠、绢云母粉和质量分数为10%的聚乙烯醇溶液混合均匀，升温至80-90℃，保温10-30min，接着加入乳化剂OP-10、柠檬酸和苯酚混合均匀，继续升温至110-130℃，搅拌10-30min，于850-1150r/min转速搅拌10-30min，熟化24-36h后得到防水改性助剂。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的应用于管道修复的渗透胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚醚和硅酸盐树脂混合均匀，升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入增塑剂TXIB和催化剂混合均匀，继续升温至140-150℃，保温30-50min，接着于650-850r/min转速搅拌1-2h得到物料
Figure 423306DEST_PATH_IMAGE002
；
S2、向物料
Figure 996238DEST_PATH_IMAGE002
中加入硅烷偶联剂KH-570、改性增粘剂和防水改性助剂混合均匀，升温至120-130℃，保温20-40min，于1500-2500r/min转速搅拌5-10h，冷却至室温得到应用于管道修复的渗透胶。
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