CN112097013A

CN112097013A - 一种直埋保温管及其制备方法

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Publication number: CN112097013A
Application number: CN202010901929.7A
Authority: CN
Inventors: 王明军; 王远斌; 张其波
Original assignee: Qingdao Yuantongda Zhongtong Energy Group Co ltd
Current assignee: Qingdao Yuantongda Zhongtong Energy Group Co ltd
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2040-09-01
Also published as: CN112097013B

Abstract

本发明公开了一种直埋保温管及其制备方法，涉及保温建材制造领域，一种直埋保温管，包括钢管、设于钢管外周的纤维层、设于纤维层外的阻隔层、设于阻隔层外的保温层、设于保温层外的外护管；纤维层由玻璃纤维丝缠绕在钢管外部而形成；所述阻隔层由阻隔涂料制成，所述阻隔涂料由包含以下重量份的原料制成：聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝、竹粉、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、流平剂、马来酸酐接枝聚乙烯、乳化硅油；保温管在与相邻保温管或管接头相衔接时，具有施工过程简单的优点。

Description

一种直埋保温管及其制备方法

技术领域

本发明涉及保温建材制造领域，更具体地说，它涉及一种直埋保温管及其制备方法。

背景技术

保温管是绝热管道的简称，保温管多用于液体、气体及其他介质的输送，其中用于室内外各种管道，集中供热管道，中央空调管道，化工，医药等工业管道的保温、保冷工程需要用直埋保温管。

现有的直埋式保温管，一般是由输送介质的钢管(输送管)、设于输送管上的聚氨酯硬质泡沫塑料(发泡层)、设于发泡层上的高密度聚乙烯外套管(保护层)构成；并且现有的直埋式保温管的制作流程为：先将保护层套在输送管外层，然后在保护层与输送管之间的间隙位置处注入发泡材料，发泡材料进行发泡形成保温层，现有的制作流程存在生产效率低的问题。

为解决上述技术问题，在直埋式保温管的制作过程中采用“三合一发泡”的方式，利用输送设备将输送管输送至挤出机的进料口处，然后发泡材料与高密度聚乙烯外套管材料通过挤出机的注料口注入，挤出机依次将保温层和保护层包覆于输送管的外侧，采用这种加工方式制作直埋式聚氨酯保温管，能够有效提高加工效率并且加工过程简单。

采用“三合一发泡”的方式生产出的保温管，虽然加工效率高，但是当施工者要将相邻的两个保温管互相衔接或将保温管与管接头互相衔接时，必须先将部分的保护层与发泡层切除，由于发泡层是直接粘附在输送管的外表面，则输送管外层表面会沾黏有发泡材料，须以砂纸对输送管的外表面进行打磨，从而去除沾黏于输送管外表面的发泡材料。

因此，现有的直埋式保温管在与相邻保温管或管接头相衔接时，存在施工过程缓慢繁复的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种直埋保温管，保温管在与相邻保温管或管接头相衔接时，具有施工过程简单的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种直埋保温管的制备方法，其具有能够使直埋保温管在与相邻保温管或管接头相衔接时，使施工过程简单优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种直埋保温管，包括钢管、设于钢管外周的纤维层、设于纤维层外的阻隔层、设于阻隔层外的保温层、设于保温层外的外护管；

所述纤维层由玻璃纤维丝缠绕在钢管外部而形成；

所述阻隔层由阻隔涂料制成，所述阻隔涂料由包含以下重量份的原料制成：聚乙烯树脂40-50份、玻璃纤维短切丝10-15份、竹粉8-15份、硅烷偶联剂3-5份、邻苯二甲酸酐1-3份、流平剂1-3份、马来酸酐接枝聚乙烯1-3份、乳化硅油1-4份。

通过采用上述技术方案，将玻璃纤维丝缠绕在钢管外层，然后利用阻隔涂料将玻璃纤维丝固定在钢管外侧，阻隔涂料固化成阻隔层之后，保温层设于阻隔层外部，再将外护管设于保温层外部；当施工者需要将相邻的两个保温管互相衔接或将保温管与管接头互相衔接时，施工者需要将外护管、保温层、阻隔层、纤维层进行切除，由于玻璃纤维丝具有较强的脆性，则施工者可以直接将玻璃纤维丝切断，并且玻璃纤维丝并非直接固化在钢管外部，则玻璃纤维丝不会粘附在钢管外部，便于施工者将玻璃纤维丝从钢管外部拆下；由于阻隔层与钢管透过纤维层相连接，阻隔层与钢管接触较少，所以钢管外表面很少沾黏有阻隔涂料，在拆除玻璃纤维丝的过程中容易直接使阻隔涂料脱离钢管，因此，利用纤维层和阻隔层将钢管和保温层间隔开，便于将保温层和外护管从钢管外表面剥离，使施工过程变得快速方便。

聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝和竹粉的配合制备阻隔涂料，使得阻隔层具有较强的脆性，便于施工者切断阻隔层；硅烷偶联剂在聚乙烯树脂与玻璃纤维短切丝和竹粉之间起到桥梁作用，硅烷偶联剂能够与玻璃纤维短切丝中的二氧化硅发生反应，形成化学键合，并且硅烷偶联剂能够与聚乙烯树脂发生反应，产生化学结合，从而便于聚乙烯树脂与玻璃纤维短切丝和竹粉进行结合；邻苯二甲酸酐和马来酸酐接枝聚乙烯的配合使得聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝和竹粉具有良好的相容性，提高阻隔层的成膜性能；流平剂和乳化硅油的配合使得阻隔涂料中的其他原料能够均匀的分散在聚乙烯树脂中，减少各种助剂对界面粘结的影响；从而便于形成外表面光滑，易于施工者切断的阻隔层。

进一步地，所述外护管包含以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯树脂90-95份、抗氧剂1-2份、邻羟基苯甲酸苯酯1-2份、炭黑1-3份。

通过采用上述技术方案，高密度聚乙烯树脂、邻羟基苯甲酸苯酯相配合使制得的外护管具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，当保温管直埋在低下后，能够有效避免微生物、细菌对管道的腐蚀；在抗氧剂和炭黑的配合下，能够使得外护管具有良好的抗氧化性能和紫外线吸收性能，从而延长保温管的使用寿命。

进一步地，所述保温层包含以下重量份的原料制成：六亚甲基二异氰酸酯65-85份、聚醚多元醇35-55份、玻璃纤维短切丝15-25份、五甲基二乙烯三胺0.5-1份、二甲基环己胺1-2份、三氧化二锑1-3份、环戊烷0.5-1份、硅油1-2份、去离子水6-8份。

通过采用上述技术方案，利用六亚甲基二异氰酸酯、聚醚多元醇、玻璃纤维短切丝的配合制得的聚氨酯发泡保温层具有良好的脆性和保温性能，从而便于施工者对保温层进行切除；五甲基二乙烯三胺和二甲基环己胺的配合作为催化剂，使得发泡的流动性变好；玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合使保温层具有一定的阻燃性能，从而使保温管具有防火、保温、减震和吸音的优良性能。

进一步地，所述阻隔涂料还包括纳米二氧化硅4-7份、膨胀珍珠岩3-5份、膨胀蛭石3-5份。

通过采用上述技术方案，利用纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的配合，一方面使阻隔层具有高效保温、保冷的性能，从而保证钢管内部输送水的温度，减少温度流失；另一方面利用纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的多孔分散结构，使得阻隔层涂料中的玻璃纤维短切丝和竹粉分散均匀，并且使阻隔层内部呈多孔状设置，便于施工者对阻隔层进行切割。

由于保温原料中的六亚甲基二异氰酸酯和聚醚多元醇均溶于水，则当保温层原料与阻隔涂料相接触时，需要经过高温高压熔融挤出，此时，阻隔层靠近保温层的一侧由于受温度影响部分融解，利用纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石相配合的高吸附性，使得保温原料中六亚甲基二异氰酸酯和聚醚多元醇能够更好的附着在阻隔层的外部，同时保温层中的玻璃纤维短切丝对阻隔涂料中的玻璃纤维短切丝起补充作用。

进一步地，所述玻璃纤维丝的缠绕方式呈螺旋状设置。

通过采用上述技术方案，将玻璃纤维丝呈螺旋状缠绕在钢管外周，当施工者在切断纤维后，便于将纤维从钢管上剥离并且便于阻隔层脱离钢管，使操作过程变得方便。

进一步地，所述纤维层上的两个相邻的玻璃纤维丝之间的距离为2mm-4mm。

通过采用上述技术方案，通过限定纤维层上两相邻玻璃纤维丝之间的距离，从而保证阻隔层与钢管之间的接触大小便于将阻隔层从钢管外表面剥离，两相邻玻璃纤维丝之间的距离过小或者两相邻玻璃纤维丝之间无间距的情况下，会阻碍阻隔涂料透过玻璃纤维丝与钢管相接触，则阻隔层不能将纤维层固定在钢管外部；若两相邻玻璃纤维丝之间的距离较大，则阻隔涂料会更多的与钢管外表面相接触，从而不便于施工者剥离阻隔层，则限定纤维层上的两个相邻的玻璃纤维丝之间的距离为2mm-4mm，在保证便于施工者剥离阻隔层和玻璃纤维丝的情况下，还能节省原料。

进一步地，所述玻璃纤维短切丝的长度为6mm。

通过采用上述技术方案，选用长度为6mm的玻璃纤维短切丝，能够保证纤维长度在临界长度以上，从而能够充分发挥纤维的耐热性能，并且能够保证施工者在切除阻隔层时能够较大程度的与玻璃纤维短切丝相接触，从而使操作变得方便。

限定玻璃纤维短切丝的长度为6mm，保证树脂能够紧密的连接在玻璃纤维短切丝上，阻隔涂料透过玻璃纤维丝与钢管表面连接，当需要将阻隔层从钢管外表面剥离时，玻璃纤维短切丝能够带出两相邻玻璃纤维丝之间阻隔涂料，配合玻璃纤维丝的剥离，便于施工者将玻璃纤维丝、阻隔涂料、保温层和外护管从钢管外部剥离，使操作变得方便。

进一步地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

通过采用上述技术方案，聚二甲基硅氧烷作为流平剂，使阻隔涂料成膜更加均匀、自然，并且覆盖性较强，平整、光滑、均匀的阻隔层便于施工者对阻隔层进行切断，同时便于阻隔层从钢管外表面剥离。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种直埋保温管的制备方法，包括以下步骤：

S1、在钢管外层缠绕玻璃纤维丝，玻璃纤维丝构成纤维层，在纤维层外部涂覆有阻隔涂料，阻隔涂料经干燥后固化为阻隔层，制得管一；

S2、管一经橡胶挤出机的进料口进入，保温层原料经橡胶挤出机的注料口进入橡胶挤出机，保温层原料与S1制得的管一外周相接触，保温层原料固化成保温层，制得管二；

S3、外护管原料经橡胶挤出机的注料口进入橡胶挤出机，外护管原料与S2制得的管二外周相接触，外护管原料固化成外护管，制得成品。

通过采用上述技术方案，将玻璃纤维丝均匀有序的缠绕在钢管外层，然后在纤维层外表面涂覆有阻隔涂料，利用阻隔涂料较好的流动性，使得阻隔涂料穿透玻璃纤维丝与钢管表面相接触，从而将玻璃纤维丝密封在钢管的外表面，保温原料和外护管原料一同置于橡胶挤出机内，橡胶挤出机将保温原料固化为保温层包覆在阻隔层的外部，橡胶挤出机将外护管原料固化成外护管包覆在保温层外部，从而制得保温管；当施工者在对保温管进行切割时，可以直接将纤维层和阻隔层从钢管外表面剥离，从而使得操作过程简单、方便。

进一步地，S1中的阻隔涂料采用如下方法制备：

(1)、按照比例，称取聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝、竹粉、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、流平剂、马来酸酐接枝聚乙烯、乳化硅油；

(2)、将聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、马来酸酐接枝基乙烯、竹粉、玻璃纤维短切丝混合后，在150摄氏度的条件下，以100r/min的搅拌速度搅拌30min，然后加入流平剂和乳化硅油，继续搅拌5min，制得阻隔涂料。

通过采用上述技术方案，将原料混合后进行加热使得树脂熔化，在搅拌作用下便于玻璃纤维短切丝和竹粉均匀的混合到树脂浆体中，利用硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、马来酸酐接枝基乙烯的协同作用，使得玻璃纤维短切丝和竹粉能够更好的与树脂连接，并且增强相容性；利用流平剂和乳化硅油的配合，使得阻隔涂料的成膜效果良好，并且阻隔层表面光滑，便于施工者对阻隔层进行切断和剥离，使操作过程方便。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、当施工者需要将相邻的两个保温管互相衔接或将保温管与管接头互相衔接时，施工者可以直接将玻璃纤维丝切断，然后将玻璃纤维丝从钢管外部拆下，由于阻隔层与钢管透过纤维层相连接，阻隔层与钢管接触较少，所以钢管外表面很少沾黏有阻隔涂料，在拆除玻璃纤维丝的过程中容易直接使阻隔涂料脱离钢管，因此，利用纤维层和阻隔层将钢管和保温层间隔开，使施工过程变得快速方便；

2、聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝和竹粉的配合制备阻隔涂料，使得阻隔层具有较强的脆性，便于施工者切断阻隔层；硅烷偶联剂在聚乙烯树脂与玻璃纤维短切丝和竹粉之间起到桥梁作用，硅烷偶联剂能够与玻璃纤维短切丝中的二氧化硅发生反应，形成化学键合，并且硅烷偶联剂能够与聚乙烯树脂发生反应，产生化学结合，从而便于聚乙烯树脂与玻璃纤维短切丝和竹粉进行结合；流平剂和乳化硅油的配合使得阻隔涂料中的其他原料能够均匀的分散在聚乙烯树脂中，减少各种助剂对界面粘结的影响；从而便于形成外表面光滑，易于施工者切断的阻隔层；

3、利用纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的配合，一方面使阻隔层具有高效保温、保冷的性能，另一方面利用纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的多孔分散结构，使得阻隔层涂料中的玻璃纤维短切丝和竹粉分散均匀，并且使阻隔层内部呈多孔状设置，便于施工者对阻隔层进行切割；

4、通过限定纤维层上两相邻玻璃纤维丝之间的距离，从而保证阻隔层与钢管之间的接触大小便于将阻隔层从钢管外表面剥离，两相邻玻璃纤维丝之间的距离过小或者两相邻玻璃纤维丝之间无间距的情况下，会阻碍阻隔涂料透过玻璃纤维丝与钢管相接触，若两相邻玻璃纤维丝之间的距离较大，则阻隔涂料会更多的与钢管外表面相接触，从而不便于施工者剥离阻隔层，则限定纤维层上的两个相邻的玻璃纤维丝之间的距离为2mm-4mm，在保证便于施工者剥离阻隔层和玻璃纤维丝的情况下，还能节省原料；

5、玻璃纤维丝具有良好的隔热性能，阻隔涂料中玻璃纤维短切丝、纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩和膨胀蛭石的配合，使得阻隔涂料具有良好的隔热性能，耐腐蚀性能。

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。

以下阻隔涂料的制备例中的聚乙烯树脂购买于上海云吉进出口有限公司生产的高光泽密度聚乙烯树脂；玻璃纤维短切丝购买于淄博泰鑫复合材料有限公司中的玻璃纤维短切丝；竹粉购买于亳州市怀清堂药业有限公司的玉竹粉；硅烷偶联剂购买于广州中杰化工有限公司生产的硅烷偶联剂KH-560；邻苯二甲酸酐购买于淄博鑫荣化工科技有限公司生产的邻苯二甲酸酐；聚二甲基硅氧烷购买于黄山市强力化工有限公司生产的聚二甲基硅氧烷，型号200；纳米二氧化硅购买于江苏天行新材料有限公司生产的纳米级SiO₂粉体，货号H10；膨胀珍珠岩购买于信阳市平桥区鑫润建材厂，30-50目；膨胀蛭石选用石家庄韵石新型建材有限公司，40-60目。

阻隔涂料的制备例

制备例1：

(1)、称取聚乙烯树脂45kg、玻璃纤维短切丝12kg、竹粉10kg、硅烷偶联剂4kg、邻苯二甲酸酐2kg、聚二甲基硅氧烷2kg、马来酸酐接枝聚乙烯2kg、乳化硅油2kg；

(2)、将竹粉置于球磨机中研磨至竹粉的粒径为0.5-1μm，玻璃纤维短切丝的长度为6mm，研磨后的竹粉和玻璃纤维短切丝混合到一起，制得混合料；

(3)、将聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、马来酸酐接枝基乙烯和(2)制得的混合料置于反应釜中，升温至150摄氏度，以100r/min的搅拌速度搅拌30min，然后加入聚二甲基硅氧烷和乳化硅油，继续搅拌5min，制得阻隔涂料。

制备例2：

(1)、称取聚乙烯树脂40kg、玻璃纤维短切丝10kg、竹粉8kg、硅烷偶联剂3kg、邻苯二甲酸酐1kg、聚二甲基硅氧烷1kg、马来酸酐接枝聚乙烯1kg、乳化硅油1kg；

制备例3：

(1)、称取聚乙烯树脂50kg、玻璃纤维短切丝15kg、竹粉15kg、硅烷偶联剂5kg、邻苯二甲酸酐3kg、聚二甲基硅氧烷3kg、马来酸酐接枝聚乙烯3kg、乳化硅油4kg；

制备例4：本制备例与制备例1的不同之处在于：

(1)、称取原料中增加纳米二氧化硅5kg、膨胀珍珠岩4kg、膨胀蛭石4kg；将膨胀珍珠岩和膨胀蛭石分别置于球磨机中进行研磨，研磨至粒度为20-50μm；

(3)、将聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、马来酸酐接枝基乙烯、纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和(2)制得的混合料置于反应釜中，升温至150摄氏度，以100r/min的搅拌速度搅拌30min，然后加入聚二甲基硅氧烷和乳化硅油，继续搅拌5min，制得阻隔涂料。

制备例5：本制备例与制备例1的不同之处在于：

(1)、称取原料中增加纳米二氧化硅4kg、膨胀珍珠岩3kg、膨胀蛭石3kg；将膨胀珍珠岩和膨胀蛭石分别置于球磨机中进行研磨，研磨至粒度为20-50μm；

制备例6：本制备例与制备例1的不同之处在于：

(1)、称取原料中增加纳米二氧化硅7kg、膨胀珍珠岩5kg、膨胀蛭石5kg；将膨胀珍珠岩和膨胀蛭石分别置于球磨机中进行研磨，研磨至粒度为20-50μm；

以下保温层混合料的制备例中的六亚甲基二异氰酸酯购买于滨州市渤海化工有限公司；聚醚多元醇购买于上海倍科化工有限公司的聚醚多元醇220；玻璃纤维短切丝购买于河间市涵旭纤维布厂生产的无碱短切丝；五甲基二乙烯三胺购买于上海绮禾化工有限公司，货号PC-5；二甲基环己胺购买于济南海源化工有限公司，型号PC-8；环戊烷购买于山东旭晨化工科技有限公司。

保温层混合料的制备例

制备例7：

①称取六亚甲基二异氰酸酯75kg、聚醚多元醇45kg、玻璃纤维短切丝20kg、五甲基二乙烯三胺0.8kg、二甲基环己胺1.5kg、三氧化二锑2kg、环戊烷0.8kg、硅油1.5kg、去离子水7kg；

②将六亚甲基二异氰酸酯、聚醚多元醇、玻璃纤维短切丝、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、三氧化二锑、环戊烷、硅油、去离子水混合到一起，在60r/min的转速下混合5min，制得保温层混合料。

制备例8：

①称取六亚甲基二异氰酸酯65kg、聚醚多元醇35kg、玻璃纤维短切丝15kg、五甲基二乙烯三胺0.5kg、二甲基环己胺1kg、三氧化二锑1kg、环戊烷0.5kg、硅油1kg、去离子水6kg；

制备例9：

①称取六亚甲基二异氰酸酯85kg、聚醚多元醇55kg、玻璃纤维短切丝25kg、五甲基二乙烯三胺1kg、二甲基环己胺2kg、三氧化二锑3kg、环戊烷1kg、硅油2kg、去离子水8kg；

以下外护管混合料的制备例中的高密度聚乙烯树脂购买于上海历宏塑化有限公司；抗氧剂1010购买于上海鱼童实业有限公司；邻羟基苯甲酸苯酯购买于上海乙基化工有限公司；炭黑购买于济南德蓝化工有限公司生产的色母粒橡胶炭黑N330。

外护管混合料的制备例

制备例10：

Ⅰ称取高密度聚乙烯树脂92kg、抗氧剂1.6kg、邻羟基苯甲酸苯酯1.8kg、炭黑2.5kg；抗氧剂选用抗氧剂1010；

Ⅱ将高密度聚乙烯树脂、邻羟基苯甲酸苯酯、炭黑、抗氧剂1010混合到一起，制得外护管混合料。

制备例11：

Ⅰ称取高密度聚乙烯树脂90kg、抗氧剂1kg、邻羟基苯甲酸苯酯1kg、炭黑1kg；抗氧剂选用抗氧剂1010；

Ⅱ将高密度聚乙烯树脂、邻羟基苯甲酸苯酯、炭黑；抗氧剂选用抗氧剂1010混合到一起，制得外护管混合料。

制备例12：

Ⅰ称取高密度聚乙烯树脂95kg、抗氧剂2kg、邻羟基苯甲酸苯酯2kg、炭黑3kg；抗氧剂选用抗氧剂1010；

实施例

以下实施例中的玻璃纤维丝购买于中国巨石股份有限公司。

实施例1：一种直埋保温管采用如下方法制备而成：

S1、将玻璃纤维丝呈螺旋状缠绕方式缠绕在钢管外部，两个相邻的玻璃纤维丝之间的距离为2mm-4mm，玻璃纤维丝构成纤维层，在纤维层外部涂覆有制备例1制备例的阻隔涂料，阻隔涂料在50摄氏度的温度下风干5min，阻隔涂料固化为阻隔层包覆在纤维层外部，制得管一；

S2、管一经橡胶挤出机的进料口进入，制备例7制备的保温层混合料经橡胶挤出机的注料口注入橡胶挤出机，保温层混合料与S1制得的管一外周相接触，橡胶挤出机在180摄氏度、20MPa的条件下将保温层原料熔融挤出，保温层原料固化在阻隔层外部形成保温层，制得管二；

S3、制备例10制备的外护管混合料经橡胶挤出机的注料口进入橡胶挤出机，外护管混合料与S2制得管二的保温层外周相接触，橡胶挤出机在180摄氏度、20MPa的条件下将外护管原料熔融挤出，外护管原料固化在保温层外部形成外护管，制得成品。

实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：

S1、阻隔涂料为制备例2制备的阻隔涂料；

S2、保温层混合料为制备例8制备的保温层混合料；

S3、外护管混合料为制备例11制备的外护管混合料。

实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：

S1、阻隔涂料为制备例3制备的阻隔涂料；

S2、保温层混合料为制备例9制备的保温层混合料；

S3、外护管混合料为制备例12制备的外护管混合料。

实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：

S1、阻隔涂料为制备例4制备的阻隔涂料。

实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：

S1、阻隔涂料为制备例5制备的阻隔涂料。

实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：

S1、阻隔涂料为制备例6制备的阻隔涂料。

对比例

对比例1：本对比例与实施例4的不同之处在于，纤维层外部直接与保温层混合料相接触，保温层混合料经橡胶挤出机熔融挤出形成保温层，保温层直接固化在纤维层外部。

对比例2：本对比例与实施例4的不同之处在于，钢管外部直接涂有阻隔涂料，阻隔涂料经干燥后固化成阻隔层。

对比例3：本对比例与实施例4的不同之处在于，两相邻玻璃纤维丝之间的距离大于4mm。

对比例4：本实施例与实施例4的不同之处在于，制备例1原料中未添加玻璃纤维短切丝和竹粉。

对比例5：本实施例与实施例4的不同之处在于，制备例1原料中的玻璃纤维短切丝长度小于6mm。

对比例6：本实施例与实施例4的不同之处在于，制备例4原料中未添加玻璃纤维短切丝和三氧化二锑。

对比例7：本对比例的保温管选用市售保温管，保温管购买于沧州龙都管道制造有限公司生产的聚氨酯直埋保温管。

性能检测试验

1、保温管性能检测

保温管切割时间

利用切割锯对实施例1-6以及对比例1-7制备的保温管进行切割，分别计算保温管的切割时间。

将纤维层和阻隔层从钢管外完全剥离的时间

保温管锯切结束后，将外护管、保温层依次层阻隔层外部拆下，然后开始计时，将阻隔层和纤维层依次从钢管外部拆下，拆下后对钢管表面进行磨光处理，清除粘附在钢管外部的阻隔涂料，直至钢管表面光滑洁净无阻隔涂料沾黏，计时结束，计算阻隔层和纤维层依次从钢管外部剥离所消耗的时间。

阻隔涂料沾黏在钢管外部的评分标准

沾黏量较大0-4分；沾黏量较小4-7份；沾黏量极小甚至无粘连7-10分。

2、阻隔层性能检测

采用GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法，检测实施例1-6以及对比例1-7中阻隔层的热导系数。

采用GB8624-2012建筑材料及其制品燃烧性能分级，检测实施例1-6以及对比例1-7中阻隔层的燃烧性能。

以上样品均为是对制备成型的保温管进行拆除，从而获取的阻隔层。

表1实施例1-6以及对比例1-7的保温管性能和阻隔层性能测试表

根据表1数据，实施例1-3与实施例4-6相比较，实施例4-6阻隔层原料中增加纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石，实施例4制备的保温管的切割时间相比于实施例1制备的保温管的切割时间有所缩短、剥离时间有所缩短、评分有所升高，说明纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石的配合，便于施工者切割保温管，并且便于施工者依次将外护管、保温层、阻隔层、纤维层从钢管外部剥离，当施工者需要将相邻的两个保温管互相衔接或将保温管与管接头互相衔接时，使操作过程变得简便；实施例4制备的阻隔层的导热系数相比于实施例1阻隔层的导热系数有所降低、氧指数有所升高，说明纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石的配合，使得阻隔层具有良好的隔热性能，并且阻隔层的阻燃性能较好。

对比例1制备的保温管中没有阻隔层，相比于实施例4，对比例1制备的保温管的切割时间有所缩短，但是剥离时间有所延长，同时评分较低，说明阻隔层不仅具有将纤维层固化在钢管外部的作用，阻隔层还具有良好的剥离效果，便于施工者将保温层从钢管外部剥离。

对比例2制备的保温管中没有添加纤维层，相比于实施例4，对比例2制备的保温管的切割时间有所缩短，但是剥离时间有所延长，同时评分较低，说明纤维层的添加能够明显缩短剥离时间，使施工者的操作变得方便；由于对比例2制备的保温管仅仅未添加纤维层，则对比例2并不影响保温管内阻隔层的性能，则阻隔层的导热系数和氧指数变化较小，均是由于系统误差所致。

对比例3限定纤维层中两相邻玻璃纤维丝之间的距离大于4mm，相比于实施例4，对比例3制备的保温管的切割时间有所延长、剥离时间有所延长、评分标准有所下降，说明两相邻玻璃纤维丝之间的距离较大，则阻隔涂料会更多的与钢管外表面相接触，从而不便于施工者剥离阻隔层。

对比例4的制备例1的原料中未添加玻璃纤维短切丝和竹粉，相比于实施例4，对比例4的切割时间有所延长、剥离时间有所延长、评分标准有所下降，说明玻璃纤维短切丝和竹粉的配合，使得阻隔层具有较高的脆性，便于施工者进行切割；对比例4的阻隔层的导热系数有所升高、氧指数有所下降，说明玻璃纤维短切丝和竹粉的配合，对阻隔层的导热性能和阻燃性有影响。

对比例5的玻璃纤维短切丝的长度小于6mm，相比于实施例4，对比例5的切割时间有所延长、剥离时间有所延长、评分标准有所下降，说明玻璃纤维短切丝较短时，一方面施工者在切割过程中不便于与玻璃纤维短切丝相接触，使得切割时间延长，另一方面在剥离过程中，较短的玻璃纤维短切丝使阻隔层的剥离效果变差。

对比例6是制备例4原料中未添加玻璃纤维短切丝和三氧化二锑，相比于实施例4，对比例6的切割时间有所延长、玻璃时间有所延长、评分标准有所降低，说明玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合，便于施工者切割保温管，对于玻璃时间和评分标准影响较小。

对比例7选用市售的保温管，相比于实施例4，对比例7的保温管切割时间长、剥离时间长、评分低，说明本申请制备的保温管能够使施工者的操作变得简便。

3、保温层性能检测

采用GB/T10799-2008硬质泡沫塑料开孔和闭孔提及百分率的测定，检测实施例1-6与对比例1-7的保温层的闭孔率。

采用GB/T29046-2012城镇供热预制直埋保温管道技术指标检测方法，检测实施例1-6与对比例1-7的保温层的吸水率。

采用GB/T8813-2008硬质泡沫塑料压缩性能的测定，检测实施例1-6以及对比例1-7中保温层的压缩强度。

采用GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法，检测实施例1-6以及对比例1-7中保温层的热导系数。

采用GB8624-2012建筑材料及其制品燃烧性能分级，检测实施例1-6以及对比例1-7中保温层的氧指数来表征燃烧性能。

以上样品均为是对制备成型的保温管进行拆除，从而获取的保温层。

表2保温层性能测试表

根据表2数据，通过实施例1-3与实施例4-6相比较，由于实施例4-6仅仅变化阻隔涂料的原料配比，则实施例4的闭孔率、吸水率、压缩强度、导热系数、氧指数相比于实施例1均变化较小，说明仅是系统误差导致的数据波动而已；较高的闭孔率、

实施例4与对比例1-2相比较，对比例1钢管外部并非包覆有阻隔层，对比例2钢管外部并未包覆有纤维层，则对比例1-2相比于实施例4的闭孔率、吸水率、压缩强度、导热系数、氧指数均变化较小，仅仅是系统误差导致的数据波动；对比例3限定两相邻玻璃纤维丝之间的距离对保温层检测数据并不影响，数据波动仅仅是由于系统误差导致。

对比例4的阻隔涂料中并未添加玻璃纤维短切丝和竹粉，相比于实施例4，对比例4的导热系数有所升高，说明保温层在挤出成型的过程中，由于橡胶挤出机的温度较高，则阻隔层靠近保温层的一侧会部分熔化，玻璃纤维短切丝和竹粉会部分与保温层混合料相接触，从而增强保温层的隔热效果。

对比例5的制备例1中玻璃短切丝的长度小于6mm，相比于实施例4，对比例5的导热系数有所升高，说明玻璃短切丝部分与保温层混合料相接触后，玻璃短切丝的长度会影响保温层的隔热效果。

对比例6的制备例4原料中未添加玻璃纤维短切丝和三氧化二锑，相比于实施例4，对比例6的保温层的闭孔率有所下降，吸水率有所升高，说明玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合使得保温层具有良好的防水效果；压缩强度有所下降，说明玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合，使得保温层的强度有所提高；导热系数有所升高，说明玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合，使得保温层的隔热效果变好；氧指数下降，说明玻璃纤维短切丝和三氧化二锑的配合，使得保温层具有良好的阻燃性。

对比例7选用市售的保温管，对比例7保温管的聚氨酯保温层的相比于实施例4闭孔率所有下降、吸水率有所升高、压缩强度有所下降、导热系数有所上升、氧指数有所下降，说明本申请制备的保温层防水性能较好、强度较高、隔热性能较好、阻燃性好。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种直埋保温管，其特征在于，包括钢管、设于钢管外周的纤维层、设于纤维层外的阻隔层、设于阻隔层外的保温层、设于保温层外的外护管；

所述纤维层由玻璃纤维丝缠绕在钢管外部而形成；

2.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述外护管包含以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯树脂90-95份、抗氧剂1-2份、邻羟基苯甲酸苯酯1-2份、炭黑1-3份。

3.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述保温层包含以下重量份的原料制成：六亚甲基二异氰酸酯65-85份、聚醚多元醇35-55份、玻璃纤维短切丝15-25份、五甲基二乙烯三胺0.5-1份、二甲基环己胺1-2份、三氧化二锑1-3份、环戊烷0.5-1份、硅油1-2份、去离子水6-8份。

4.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述阻隔涂料还包括纳米二氧化硅4-7份、膨胀珍珠岩3-5份、膨胀蛭石3-5份。

5.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述玻璃纤维丝的缠绕方式呈螺旋状设置。

6.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述纤维层上的两个相邻的玻璃纤维丝之间的距离为2mm-4mm。

7.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述玻璃纤维短切丝的长度为6mm。

8.根据权利要求1所述的一种直埋保温管，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。

9.权利要求1-8任一所述的一种直埋保温管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求9所述的一种直埋保温管的制备方法，其特征在于，S1中的阻隔涂料采用如下方法制备：

（1）、按照比例，称取聚乙烯树脂、玻璃纤维短切丝、竹粉、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、流平剂、马来酸酐接枝聚乙烯、乳化硅油；

（2）、将聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、邻苯二甲酸酐、马来酸酐接枝基乙烯、竹粉、玻璃纤维短切丝混合后，在150摄氏度的条件下，以100r/min的搅拌速度搅拌30min，然后加入流平剂和乳化硅油，继续搅拌5min，制得阻隔涂料。