CN111808418B - 一种注醇用柔性复合高压管材料及复合高压管 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种注醇用柔性复合高压管材料及复合高压管，涉及复合高压管技术领域。其技术要点是：一种注醇用柔性复合高压管材料，所述注醇用柔性复合高压管材料由包含以下重量份的原料制成：尼龙60‑80份；改性玄武岩纤维6‑8份；表面活性剂1‑3份；抗氧剂0.5‑1份；润滑剂0.2‑0.4份；所述改性玄武岩纤维的制备方法如下：电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是3.8kV/cm~4.0kV/cm；酸处理，配制体积浓度为15%‑35%的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，反应10‑20min，得到改性玄武岩纤维。本申请具有提高对甲醇的抗渗性能的优点。
Description
技术领域
本申请涉及复合管的技术领域，尤其是涉及一种注醇用柔性复合高压管材料及复合高压管。
背景技术
柔性复合管的基本结构主要包括高分子内衬层、中间增强层以及高分子外护套层。其中，内衬层主要作用是用于阻止化学液体进入增强层，即防止复合管被化学药品侵蚀，因此，内衬层的材料对复合管质量起到关键性作用。
目前，柔性管内衬层的内衬材料一般选用高密度聚乙烯(HDPE)，HDPE具有较高的耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，此外，其电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好。虽然PE对水蒸气的透过有极佳的防渗性能，特别是高密度聚乙烯，是防止水蒸气透过的较好的塑料，但是，PE对氧、二氧化碳、氮、甲醇以及众多的有机溶剂，特别是脂肪烃、芳烃类等的防渗性能较差。而在油田输送的实际应用中，常常会输送高温水、油、甲醇、液态二氧化碳及污水等。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有PE复合管对甲醇的抗渗性能较差的缺陷。如果内衬层对甲醇的防渗透性较差，输送甲醇时，甲醇就会渗入中间增强层或粘接层，增强层或粘接层材料可能会发生水解，丧失原有的增强或粘接作用，导致复合管的损坏。
发明内容
针对现有技术存在的PE复合管对甲醇的抗渗性能较差的问题，本发明的第一个目的在于提供一种注醇用柔性复合高压管材料，该材料具有提高对甲醇的抗渗性能的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种注醇用柔性复合高压管，复合高压管具有提高对甲醇的抗渗性能的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种注醇用柔性复合高压管材料，所述注醇用柔性复合高压管材料由包含以下重量份的原料制成：
尼龙60-80份；
改性玄武岩纤维6-8份；
表面活性剂1-3份；
抗氧剂0.5-1份；
润滑剂0.2-0.4份；
所述改性玄武岩纤维的制备方法如下：
电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是3.8kV/cm～4.0kV/cm；
酸处理，配制体积浓度为15％-35％的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，反应10-20min，得到改性玄武岩纤维。
通过采用上述技术方案，玄武岩纤维是以玄武岩矿石为主要原料生产、制造的一种环保型无机纤维，其主要化学成分是二氧化硅，氧化铁和氧化铝，还含有少量的钙、镁、钛、钠、钾的氧化物，玄武岩纤维具有较好的热稳定性、化学稳定性及抗腐蚀性，但是它也存在缺点：表面光滑、呈惰性，与尼龙材料之间的附着力差、界面结合强度低。因此，本申请采用电晕处理处理玄武岩纤维，利用高频率高电压在被处理的玄武岩纤维表面电晕放电，而产生低温等离子体，使玄武岩纤维表面产生游离基反应发生交联，玄武岩纤维表面变粗糙，比表面积增大，引入活性官能团，有利于酸处理时发生接枝反应；经过电晕处理后的玄武岩纤维在草酸溶液内，与硅烷偶联剂反应，使得玄武岩纤维表面接枝草酸分子，改善玄武岩纤维和尼龙材料之间的相容性，增强附着力和界面结合强度，从而在尼龙材料内形成三维网络结构，增强对甲醇的抗渗性能。草酸是弱酸，既可以与玄武岩纤维发生接枝反应，也不会对玄武岩纤维造成严重的腐蚀，降低接枝时对玄武岩力学性能的影响。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述草酸溶液、玄武岩纤维、硅烷偶联剂的重量比为(80-100)：(15-20)：(1.2-1.6)。
通过采用上述技术方案，在上述配比范围内，玄武岩纤维能够与草酸溶液、硅烷偶联剂均匀接触，有利于接枝反应的进行，而且可以降低原料的浪费。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硅烷偶联剂由γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷组成，所述γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷的重量比为1：(0.2-0.4)：(0.6-0.8)：(1.2-1.8)。
通过采用上述技术方案，当采用一种硅烷偶联剂进行接枝反应时，随着反应的进行，玄武岩纤维表面接枝的同一种基团变多，基团之间受到化学键的作用，会降低接枝反应的速度和接枝率，采用上述四种硅烷偶联剂复配使用时，能够减少同一种基团之间的影响，提高接枝反应的速度和接枝率。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述表面活性剂由单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚组成，所述单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚的重量比为1：(0.5-0.8)：(1-1.2)：(0.7-0.9)。
通过采用上述技术方案，表面活性剂有助于玄武岩纤维在尼龙材料中分散均匀，降低玄武岩纤维团聚的可能性。单硬脂酸甘油酯是一种多元醇型非离子型表面活性剂，由于它的结构具有一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基,因而具有良好的表面活性，能够起分散作用。聚乙二醇硬脂酸酯属于多元醇型非离子表面活性剂，其分子中的亲水基是羟基，这类产物来源于天然产品，具有易生物降解、低毒性的特点。硬脂酸聚氧乙烯酯属于脂肪酸聚氧乙烯酯，非离子表面活性剂，稳定性较高。棕榈醇聚氧乙烯醚属于聚氧乙烯化的非离子型表面活性剂，具有较好的分散作用，但是耐高温性相较于其他表面活性剂略差，所以需要与上述表面活性剂配合使用。经研究发现，单一使用一种表面活性剂均不能起到较好的分散作用，在经过仔细分析研究和试验后，选择了上述4种表面活性剂复配使用，协同增效，增强改性玄武岩纤维的分散效果，进一步增强对甲醇的抗渗性能。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括2-4份改性碳纤维，所述改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维加入到盐酸水溶液中，微波处理1-2h，得到酸处理碳纤维悬浮液，将酸处理碳纤维悬浮液离心12-15min，分离出的碳纤维用去离子水洗涤，直至洗涤液的pH大于6.5，烘干得到酸处理碳纤维；
配制体积浓度为60-80％的丁二醇水溶液，用草酸调节溶液的PH值至6.2-6.6，再向溶液中加入氨基硅烷偶联剂，搅拌均匀，反应30-60min，得到水解液；
将酸处理碳纤维加入到水解液中，碳纤维的固含量为10-15g/L，升温至50-60℃，反应30-40min，得到碳纤维浆液；
将碳纤维浆液离心，分离出底层的碳纤维悬浊液，使用乙醇洗涤后，烘干，得到改性碳纤维。
通过采用上述技术方案，采用盐酸对碳纤维进行改性，在碳纤维内形成发达的孔隙结构，增大活性炭的比表面积和孔容，同时增加了碳纤维表面的酸性含氧官能团，氨基硅烷偶联剂可以利用其末端的羟基基团与酸化碳纤维表面的羟基或羧基反应，形成化学接枝，同时，氨基又可与尼龙的羧基端进行化学结合，从而使碳纤维与尼龙之间形成化学结合，使碳纤维在尼龙材料中均匀分散且不易再次聚集。改性碳纤维与玄武岩纤维配合，在尼龙材料内形成三维网络结构，进一步增强材料对甲醇的抗渗性能。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述碳纤维的长度为0.5-2mm。
通过采用上述技术方案，通过控制碳纤维的长度，使得材料的抗渗性能较好。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述氨基硅烷偶联剂为苯胺基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ—氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
通过采用上述技术方案，上述的氨基硅烷偶联剂容易与酸处理碳纤维表面的羟基或羧基反应，形成化学接枝，改善碳纤维的分散性。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种注醇用柔性复合高压管，从内至外依次包括抗渗层、粘接层和防护层，所述抗渗层采用如目的一中的注醇用柔性复合高压管材料制备而成，所述粘接层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物材料制成，所述防护层采用聚乙烯材料制成。
通过采用上述技术方案，尼龙能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀，而且对甲醇的抗渗性较好，适合作为抗渗层材料。粘接层将防护层与抗渗层粘接在一起，由于抗渗层中加入了改性玄武岩纤维，改善了玄武岩纤维和尼龙材料之间的相容性，增强附着力和界面结合强度，在尼龙材料内形成三维网络结构，增强对甲醇的抗渗性能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请采用尼龙作为抗渗层材料，在尼龙材料中加入改性玄武岩纤维，改善玄武岩纤维和尼龙材料之间的相容性，增强附着力和界面结合强度，从而在尼龙材料内形成三维网络结构，增强对甲醇的抗渗性能。
2.通过采用4种表面活性剂复配使用，协同增效，有助于玄武岩纤维在尼龙材料中分散均匀，降低玄武岩纤维团聚的可能性，进一步增强对甲醇的抗渗性能。
3.通过在尼龙材料中加入改性碳纤维，使碳纤维与尼龙之间形成化学结合，使碳纤维在尼龙材料中均匀分散且不易再次聚集。改性碳纤维与玄武岩纤维配合，在尼龙材料内形成三维网络结构，进一步增强材料对甲醇的抗渗性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种注醇用柔性复合高压管材料，注醇用柔性复合高压管材料的原料及其相应的重量份数如表1所示，其中，硅烷偶联剂是γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，表面活性剂是单硬脂酸甘油酯，抗氧剂是抗氧剂168，润滑剂是硬脂酸钙。
改性玄武岩纤维的制备方法如下：
电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是3.8kV/cm，玄武岩纤维的长度为2mm；
酸处理，配制体积浓度为15％的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，草酸溶液、玄武岩纤维、硅烷偶联剂的重量比为80：15：1.2，反应10min，得到改性玄武岩纤维。
注醇用柔性复合高压管材料通过如下步骤制备获得：将原料加入高速混料机，混合10分钟，再投入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出，双螺杆挤出机的温度区间为210℃～280℃，转速为400r/min，冷却后切粒筛分，得到注醇用柔性复合高压管材料。
实施例2-3：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，注醇用柔性复合高压管材料的原料及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-3中注醇用柔性复合高压管材料的原料及其重量份数
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 尼龙 | 60 | 70 | 80 |
| 改性玄武岩纤维 | 6 | 7 | 8 |
| 表面活性剂 | 1 | 2 | 3 |
| 抗氧剂 | 1 | 0.8 | 0.5 |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
实施例4：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，改性玄武岩纤维的制备方法如下：
电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是4.0kV/cm；
酸处理，配制体积浓度为35％的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，反应20min，得到改性玄武岩纤维。
实施例5：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，草酸溶液、玄武岩纤维、硅烷偶联剂的重量比为100：20：1.6。
实施例6：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，硅烷偶联剂由γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷组成，γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷的重量比为1：0.2：0.6：1.2。
实施例7：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，硅烷偶联剂由γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷组成，γ—(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷的重量比为1：0.4：0.8：1.8。
实施例8：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，表面活性剂是聚乙二醇硬脂酸酯。
实施例9：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，表面活性剂是硬脂酸聚氧乙烯酯。
实施例10：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，表面活性剂是棕榈醇聚氧乙烯醚。
实施例11：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，表面活性剂由硬脂酸单甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚组成，硬脂酸单甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚的重量比为1：0.5：1：0.7。
实施例12：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，表面活性剂由硬脂酸单甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚组成，硬脂酸单甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚的重量比为1：0.8：1.2：0.9。
实施例13：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，注醇用柔性复合高压管材料的原料还加入了2份改性碳纤维，改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维加入到盐酸水溶液中，盐酸水溶液浸没碳纤维，盐酸水溶液的质量分数为10％，微波处理1h，得到酸处理碳纤维悬浮液，将酸处理碳纤维悬浮液离心12min，分离出的碳纤维用去离子水洗涤，直至洗涤液的pH大于6.5，烘干得到酸处理碳纤维；
配制体积浓度为60％的丁二醇水溶液，用草酸调节溶液的PH值至6.2，再向溶液中加入0.1份氨基硅烷偶联剂，搅拌均匀，反应30min，得到水解液；
将酸处理碳纤维加入到水解液中，碳纤维的固含量为10g/L，升温至50℃，反应40min，得到碳纤维浆液；
将碳纤维浆液离心，分离出底层的碳纤维悬浊液，使用乙醇洗涤后，烘干，得到改性碳纤维。
碳纤维的长度为0.5mm，氨基硅烷偶联剂是苯胺基甲基三乙氧基硅烷。
实施例14：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，注醇用柔性复合高压管材料的原料还加入了4份改性碳纤维，改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维加入到盐酸水溶液中，盐酸水溶液浸没碳纤维，盐酸水溶液的质量分数为20％，微波处理2h，得到酸处理碳纤维悬浮液，将酸处理碳纤维悬浮液离心15min，分离出的碳纤维用去离子水洗涤，直至洗涤液的pH大于6.5，烘干得到酸处理碳纤维；
配制体积浓度为80％的丁二醇水溶液，用草酸调节溶液的PH值至6.6，再向溶液中加入0.05份氨基硅烷偶联剂，搅拌均匀，反应60min，得到水解液；
将酸处理碳纤维加入到水解液中，碳纤维的固含量为15g/L，升温至60℃，反应40min，得到碳纤维浆液；
将碳纤维浆液离心，分离出底层的碳纤维悬浊液，使用乙醇洗涤后，烘干，得到改性碳纤维。
碳纤维的长度为2mm，氨基硅烷偶联剂是氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。
实施例15：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例14的不同之处在于，氨基硅烷偶联剂是0.03份的γ—氨丙基三乙氧基硅烷。
本实施例中的聚乙二醇硬脂酸酯中聚乙二醇的聚合度均为400，硬脂酸聚氧乙烯酯的聚合度均为10，棕榈醇聚氧乙烯醚的聚合度均为10。
对比例1：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，原料中未加入改性玄武岩纤维。
对比例2：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，将改性玄武岩纤维替换为等重量份数的未改性的玄武岩纤维。
对比例3：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，改性玄武岩纤维的制备方法如下：电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是3.8kV/cm，得到改性玄武岩纤维。
对比例4：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，改性玄武岩纤维的制备方法如下：酸处理，配制体积浓度为15％的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，草酸溶液、玄武岩纤维、硅烷偶联剂的重量比为80：15：1.2，反应10min，得到改性玄武岩纤维。
对比例5：一种注醇用柔性复合高压管材料，与对比例4的不同之处在于，将草酸替换为等重量份数的体积浓度为15％的盐酸。
对比例6：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，将改性玄武岩纤维替换为等重量分数的改性碳纤维，改性碳纤维的制备方法与实施例13中的方法相同。
对比例7：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，将改性玄武岩纤维替换为等重量分数的未经改性的碳纤维。
对比例8：一种注醇用柔性复合高压管材料，与实施例1的不同之处在于，未加入表面活性剂。
对比例9：采用市售的普通尼龙聚乙烯复合管，内层为尼龙，外层为聚乙烯，厚度均为1.5mm，尼龙和聚乙烯通过粘接剂粘接。
制备例：一种注醇用柔性复合高压管，从内至外依次包括抗渗层、粘接层和防护层，抗渗层采用如实施例1-15和对比例1-8中任意一种注醇用柔性复合高压管材料制备而成，粘接层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物材料制成，防护层采用聚乙烯材料制成，抗渗层和防护层的厚度均为1.5mm。
抗渗性能测试试验样品：根据制备例的方法，利用实施例1-15和对比例1-8中的注醇用柔性复合高压管材料制备复合高压管，分别编号为试验样品1-15和对照样品1-8，对照例9的复合管为对照样品9。
试验方法：(1)按照标准GBT 15560-1995《流体输送用塑料管材液压瞬时爆破和耐压试验方法》中的耐压试验方法，测试试验样品1-15、对照样品1-9的耐压值，试验介质为甲醇。(2)按照《GB/T6111-2003流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》中规定的试验方法对试验样品1-15、对照样品1-9进行耐压测试，试验介质为甲醇，温度25℃，介质压力32MPa，保持24h，计算压力损失百分比。
表2试验样品1-15、对照样品1-9的耐压值
| 样品编号 | 耐压值/Mpa |
| 试验样品1 | 48.1 |
| 试验样品2 | 48.5 |
| 试验样品3 | 48.3 |
| 试验样品4 | 48.6 |
| 试验样品5 | 48.4 |
| 试验样品6 | 49.2 |
| 试验样品7 | 49.4 |
| 试验样品8 | 48.2 |
| 试验样品9 | 47.9 |
| 试验样品10 | 48.3 |
| 试验样品11 | 51.5 |
| 试验样品12 | 51.8 |
| 试验样品13 | 53.2 |
| 试验样品14 | 53.5 |
| 试验样品15 | 53.1 |
| 对照样品1 | 32.0 |
| 对照样品2 | 30.1 |
| 对照样品3 | 34.1 |
| 对照样品4 | 36.2 |
| 对照样品5 | 34.5 |
| 对照样品6 | 35.8 |
| 对照样品7 | 29.8 |
| 对照样品8 | 47.1 |
| 对照样品9 | 31.8 |
表3试验样品1-15、对照样品1-9的压力损失
| 样品编号 | 24h压力损失/％ |
| 试验样品1 | 5.5 |
| 试验样品2 | 5.4 |
| 试验样品3 | 5.2 |
| 试验样品4 | 5.3 |
| 试验样品5 | 5.4 |
| 试验样品6 | 5.5 |
| 试验样品7 | 5.3 |
| 试验样品8 | 5.5 |
| 试验样品9 | 5.4 |
| 试验样品10 | 5.5 |
| 试验样品11 | 4.9 |
| 试验样品12 | 5.0 |
| 试验样品13 | 1.5 |
| 试验样品14 | 1.3 |
| 试验样品15 | 1.2 |
| 对照样品1 | 9.8 |
| 对照样品2 | 12.0 |
| 对照样品3 | 7.5 |
| 对照样品4 | 6.2 |
| 对照样品5 | 7.2 |
| 对照样品6 | 6.3 |
| 对照样品7 | 12.1 |
| 对照样品8 | 5.6 |
| 对照样品9 | 10.0 |
试验结果及分析：结合实施例1和对比例1-5并结合表2-3可以看出，加入未改性的玄武岩纤维反而导致耐压值降低，且压力损失百分比增大，说明未改性的玄武岩纤维与尼龙材料之间的附着力差、界面结合强度低，在经过电晕处理后，耐压值相对于对比例1上升了2.1，压力损失百分比降低了2.3，说明电晕处理可以使玄武岩纤维表面变粗糙，比表面积增大，增强附着力和界面结合强度，增强对甲醇的抗渗性能；在经过酸处理后，耐压值相对于对比例1上升了4.2，压力损失百分比降低了3.6，说明酸处理可以改善玄武岩纤维和尼龙材料之间的相容性，增强对甲醇的抗渗性能，对比例5采用盐酸，耐压值上升幅度变小，压力损失百分比降低幅度变小，说明草酸既可以与玄武岩纤维发生接枝反应，也不会对玄武岩纤维造成严重的腐蚀，降低接枝时对玄武岩力学性能的影响。实施例1在加入改性玄武岩纤维后，耐压值上升了16.1，压力损失百分比降低了4.3，说明同时采用电晕处理和酸处理时，可以显著增强复合高压管对甲醇的抗渗性能。
结合实施例1、13-15和对比例6-7并结合表2-3可以看出，加入微改性的碳纤维时，耐压值降低，且压力损失百分比增大，说明未改性的碳纤维与尼龙材料之间的附着力差、界面结合强度低；对比例6仅加入改性碳纤维时，耐压值相对于对比例1上升了3.8，压力损失百分比降低了3.5，抗渗效果不如实施例1；实施例13同时加入改性玄武岩纤维和改性碳纤维时，耐压值相对于对比例1上升了21.5，压力损失百分比降低了8.5，超过了实施例1和对比例6的和，说明改性碳纤维与玄武岩纤维配合，在尼龙材料内形成三维网络结构，进一步增强材料对甲醇的抗渗性能。
结合实施例1、8-12和对比例8并结合表2-3可以看出，未加入表面活性剂时，耐压值降低，且压力损失百分比增大，仅加入一种表面活性剂时，耐压值增加幅度小，且压力损失百分比降低幅度小，同时加入四种表面活性剂，且按照本申请的配比时，耐压值增加幅度大于四者之和，且压力损失百分比降低幅度大于四者之和，说明4种表面活性剂复配使用，协同增效，增强改性玄武岩纤维的分散效果，进一步增强对甲醇的抗渗性能。
本申请实施例1-15制备的复合高压管与对比例9相比，耐压值显著提升，且压力损失百分比显著降低，提高了对甲醇的抗渗性能。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种注醇用柔性复合高压管材料，其特征在于，所述注醇用柔性复合高压管材料由包含以下重量份的原料制成：
尼龙60-80份；
改性玄武岩纤维6-8份；
表面活性剂1-3份；
抗氧剂0.5-1份；
润滑剂0.2-0.4份；
所述表面活性剂由单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚组成，所述单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、棕榈醇聚氧乙烯醚的重量比为1：（0.5-0.8）：（1-1.2）：（0.7-0.9）；
所述改性玄武岩纤维的制备方法如下：
电晕处理，将玄武岩纤维进行电晕处理，电晕处理的电晕强度是3.8kV/cm~4.0kV/cm；
酸处理，配制体积浓度为15%-35%的草酸溶液，将玄武岩纤维加入草酸溶液内，使玄武岩纤维浸没在草酸溶液内，再加入硅烷偶联剂，反应10-20min，得到改性玄武岩纤维；
所述草酸溶液、玄武岩纤维、硅烷偶联剂的重量比为（80-100）：（15-20）：（1.2-1.6）；
所述硅烷偶联剂由γ—（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷组成，所述γ—（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和异丙基三乙氧基硅烷的重量比为1：（0.2-0.4）：（0.6-0.8）：（1.2-1.8）。
2.根据权利要求1所述的一种注醇用柔性复合高压管材料，其特征在于，还包括2-4份改性碳纤维，所述改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维加入到盐酸水溶液中，微波处理1-2h，得到酸处理碳纤维悬浮液，将酸处理碳纤维悬浮液离心12-15min，分离出的碳纤维用去离子水洗涤，直至洗涤液的pH大于6.5，烘干得到酸处理碳纤维；
配制体积浓度为60-80%的丁二醇水溶液，用草酸调节溶液的PH值至6.2-6.6，再向溶液中加入氨基硅烷偶联剂，搅拌均匀，反应30-60min，得到水解液；
将酸处理碳纤维加入到水解液中，碳纤维的固含量为10-15g/L，升温至50-60℃，反应30-40min，得到碳纤维浆液；
将碳纤维浆液离心，分离出底层的碳纤维悬浊液，使用乙醇洗涤后，烘干，得到改性碳纤维。
3.根据权利要求2所述的一种注醇用柔性复合高压管材料，其特征在于，所述碳纤维的长度为0.5-2mm。
4.根据权利要求2所述的一种注醇用柔性复合高压管材料，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂为苯胺基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ—氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
5.一种注醇用柔性复合高压管，其特征在于，从内至外依次包括抗渗层、粘接层和防护层，所述抗渗层采用如权利要求1-4中任意一种注醇用柔性复合高压管材料制备而成，所述粘接层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物材料制成，所述防护层采用聚乙烯材料制成。
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