CN113150412A - 一种可自修复的柔性吸水管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：橡胶基材100份、填充剂30‑118份、增塑剂27‑76份、活性剂3.2‑7.5份、粘合剂3‑8份、稳定剂2‑7份、可粘附自修复水凝胶50‑88份、加工助剂2‑4.8份。本发明的可自修复的柔性吸水管能够解决现有橡胶吸水管在实际使用中出现损坏不能继续使用，或遇到桥下、井下取水等接近垂直弯折场景或奇形坡面无法满足实际应用的问题；本发明的可自修复的柔性吸水管通过调整配方使所得吸水管自身具有自修复性，柔性的特性，可有效降低管体自身的重量，在遇到需要大角度弯折取水或奇形坡面等应用场景时；本发明的可自修复的柔性吸水管本身的柔性可以完美契合使用要求，自修复能力可以及时修复使用过程中应力造成的小裂口等损伤。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶管道技术领域，具体涉及一种可自修复的柔性吸水管。
背景技术
目前普通应用的橡胶吸水管的生产工艺，一般是在挤出内胶层后，用钢丝缠绕在内胶层上作为该管体的增强层，然后挤出外胶层复合成型后再进行硫化得到。其中的内胶层作为防渗漏和耐介质层，钢丝缠绕层作为该管体的增强层，外胶层作为耐磨层和耐老化层，其产品一般为圆筒形。现有橡胶吸水管生产流程如下：原材料——混炼——内胶层——钢丝缠绕——外胶层——压制成型——硫化——成品。
橡胶吸水管主要应用于工矿、农业和水利、土木工程、化工、消防等行业的真空抽吸粉末、颗粒，输送水、化工材料等，在农田灌溉、工矿、抽砂、喷砂及室内的气体、粉末、灰尘吸收排放等领域也有着广泛的用途，橡胶吸水管主要应用在环境多变的场合中，对轻质性、可靠性、透明性有很高要求。目前市面上常用的橡胶吸水管面临着以下几个问题：(1)目前常用的橡胶吸水管重量重，使用过程中常会遇到尖锐物扎刺或划伤，易造成管体损伤，一旦管体发生损坏则无法继续使用；(2)在实际进行消防抢险或工矿排水时，常常会遇到桥下或井下取水的场景，此时吸水管在重力和负压吸力下需要弯折接近90°垂直，现有的橡胶吸水管在此弯折角度下长期工作极易损坏，发生损坏则几乎等于报废，成本较高且浪费严重；(3)抢险救灾现场多会出现奇形坡面，如多阶多坎的坡面，现有橡胶吸水管很难适应凹凸不平的奇形坡面。因此，需要一种在管体发生小损伤后能够自修复的吸水管，并且能够适应各种应用场景中的弯折情况，同时还要能够保持自身较轻的重量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有橡胶吸水管自身重量大，在长期弯折情况下已损坏且不能够适应多变的应用环境等问题提出一种可自修复的柔性吸水管，本发明的可自修复的柔性吸水管具备轻质性、自修复性以及较好的适用性。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的可自修复的柔性吸水管包括如下重量份的组分：橡胶基材100份、填充剂30-118份、增塑剂27-76份、活性剂3.2-7.5份、粘合剂3-8份、稳定剂2-7份、可粘附自修复水凝胶50-88份、加工助剂2-4.8份。本发明的可自修复的柔性吸水管通过使用新型的材料，调整配方使所得可自修复的柔性吸水管具有可自修复性，柔性的特性，可有效降低管体自身的重量，在遇到需要大角度弯折取水或奇形坡面等应用场景时，本发明的可自修复的柔性吸水管本身的柔性可以完美契合使用要求，且自修复能力可以及时修复使用过程中应力造成的小裂口等损伤。
进一步地，所述的橡胶基材选自丁腈橡胶NBR3280、丁腈橡胶NBR6250、丁腈橡胶NBR6240S、丁腈橡胶NBR7150、天津乐金PVC粉TL-800、宁波台塑PVC粉S-70、上海氯碱G-1300中的任一种或几种的混合物。具体的，所述丁腈橡胶NBR3280、丁腈橡胶NBR6250、丁腈橡胶NBR6240S、丁腈橡胶NBR7150、天津乐金PVC粉TL-800、宁波台塑PVC粉S-70、上海氯碱G-1300可以按任意比例混合作为本发明的可自修复的柔性吸水管的橡胶基材。
进一步地，所述的填充剂选自纳米结构炭黑、炭黑-白炭黑双相填充剂CSDPF4000、改性高岭土、纳米氧化锌、粉煤灰型橡胶补强剂XRF中的任一种或几种的混合物。所述的纳米结构炭黑、炭黑-白炭黑双相填充剂CSDPF4000、改性高岭土、纳米氧化锌、粉煤灰型橡胶补强剂XRF可以按任意比例混合作为本发明的吸水管的填充剂。
进一步地，所述的增塑剂选自巴斯夫Hexamoll DINCH、环保增塑剂UN488、朗盛增塑剂Mesamoll、伊士曼三醋酸甘油酯中的任一种或几种的混合物。所述的巴斯夫HexamollDINCH、环保增塑剂UN488、朗盛增塑剂Mesamoll、伊士曼三醋酸甘油酯可以按任意比例混合作为本发明的吸水管的增塑剂。
进一步地，所述的活性剂选自氧化锌、FT橡胶活性剂、硬脂酸中的任一种或几种的混合物。所述的氧化锌、FT橡胶活性剂、硬脂酸可以按任意比例混合作为本发明的吸水管的活性剂。
进一步地，所述的粘合剂选自古马隆树脂、BN-1树脂中的任一种或其混合物。所述古马隆树脂和所述BN-1树脂可以任意比混合。
进一步地，所述的稳定剂选自有机锡、光稳定剂LQ-292、紫外线吸收剂UV-234、橡胶防老剂RD中的任一种或几种的混合物。所述的有机锡、光稳定剂LQ-292、紫外线吸收剂UV-234、橡胶防老剂RD可以按照任意比例混合。
进一步地，所述的可粘附自修复水凝胶是在纳米粘土水溶液中原位聚合两性离子单体而合成的材料，所述的纳米粘土[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66，所述的两性离子单体3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS)，其中的可移动离子为Na+。具体的，聚合物/纳米粘土之间的非共价吸附交联作用，以及聚合物分子链上的正负电荷基团吸引，赋予该可粘附自修复水凝胶自修复功能；两性离子基团与被粘物的极性相互作用，赋予该可粘附自修复水凝胶可粘附性。本发明通过配方的优选，将所述的可粘附自修复水凝胶用于橡胶吸水管中赋予了吸水管的自修复性能，使得所得的橡胶吸水管在实际的使用过程中可以及时修复应力造成的小裂口等损伤；也能及时修复吸水管管体在使用时因尖锐物扎刺或划伤，而造成的管体损伤。
进一步地，所述的加工助剂选自OP-10表面活性剂、流动分散剂XT-905、咀嚼剂FS-12中的任一种或几种的混合物。所述的OP-10表面活性剂、流动分散剂XT-905、咀嚼剂FS-12可以任意比混合。
与现有的橡胶吸水管相比，本发明所提供的可自修复的柔性吸水管其具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的可自修复的柔性吸水管能够解决现有橡胶吸水管在实际使用中出现损坏不能继续使用，或遇到桥下、井下取水等接近垂直弯折场景或奇形坡面无法满足实际应用的问题。
(2)本发明的可自修复的柔性吸水管通过调整配方使所得可自修复的柔性吸水管自身具有自修复性，柔性的特性，可有效降低管体自身的重量，在遇到需要大角度弯折取水或奇形坡面等应用场景时；本发明的可自修复的柔性吸水管本身的柔性可以完美契合使用要求，且自修复能力可以及时修复使用过程中应力造成的小裂口等损伤。
(3)相比较传统的橡胶吸水管，本发明的可粘附自修复水凝胶柔性吸水管其更加轻便、柔性好，并且由于具备轻质性以及更高的柔性使得本发明的可粘附自修复水凝胶柔性吸水管在使用时更加方便搬运和卷曲。
(4)本发明可自修复的柔性吸水管可以在更多的实际场景应用，在实际使用中适应性更强，如遇到桥下或井下取水的场景，需要弯折成接近90°时；或遇到多阶多坎的奇形坡面时，使用现有橡胶吸水管很难适应上述应用场景，而本发明的吸水管可以更好的适应。
(5)使用本发明的可自修复的柔性吸水管能够及时修复使用过程应力造成的小裂口等损伤，有效延长产品使用寿命，从而可以大大减少对吸水管的消耗，节约成本，更加环保且符合可持续的发展理念。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的丁腈橡胶NBR3280、30份的炭黑-白炭黑双相填充剂CSDPF4000(填充剂)、45份的环保增塑剂UN488(增塑剂)、7.5份的氧化锌(活性剂)、5份的古马隆树脂(粘合剂)、2份的有机锡(稳定剂)、60份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及3.3份的流动分散剂XT-905(其他加工助剂)。
实施例2
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的丁腈橡胶NBR6240S、45份的改性高岭土(填充剂)、27份的巴斯夫Hexamoll DINCH(增塑剂)、5.5份的FT橡胶活性剂(活性剂)、8份的BN-1树脂(粘合剂)、4份的紫外线吸收剂UV-234(稳定剂)、75份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及2.1份的OP-10表面活性剂(其他加工助剂)。
实施例3
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的天津乐金PVC粉TL-800、118份的纳米氧化锌(填充剂)、53份的伊士曼三醋酸甘油酯(增塑剂)、3.3份的硬脂酸(活性剂)、4份的古马隆树脂(粘合剂)、4份的光稳定剂LQ-292(稳定剂)、50份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及4.8份的咀嚼剂FS-12(其他加工助剂)。
实施例4
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的宁波台塑PVC粉S-70、70份的粉煤灰型橡胶补强剂XRF(填充剂)、76份的朗盛增塑剂Mesamoll(增塑剂)、4.2份的氧化锌和FT橡胶活性剂的混合物(活性剂)、3份的古马隆树脂和BN-1树脂混合物(粘合剂)、5份的橡胶防老剂RD(稳定剂)、58份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及4.1份的流动分散剂XT-905(其他加工助剂)。
实施例5
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的上海氯碱G-1300、95份的纳米结构炭黑(填充剂)、65份的环保增塑剂UN488和朗盛增塑剂Mesamoll的混合物(增塑剂)、4.8份的氧化锌和硬脂酸的混合物(活性剂)、6份的古马隆树脂和BN-1树脂混合物(粘合剂)、7份的有机锡、光稳定剂LQ-292和橡胶防老剂RD的混合物(稳定剂)、88份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及2.5份的流动分散剂XT-905和OP-10表面活性剂的混合物(其他加工助剂)。
实施例6
一种可自修复的柔性吸水管，包括如下重量份的组分：100份的丁腈橡胶NBR3280、丁腈橡胶NBR6250、丁腈橡胶NBR6240S和丁腈橡胶NBR7150四种的混合物、85份的纳米结构炭黑、纳米氧化锌和炭黑-白炭黑双相填充剂CSDPF4000的混合物(填充剂)、39份的巴斯夫Hexamoll DINCH和伊士曼三醋酸甘油酯的混合物(增塑剂)、6.1份的氧化锌、硬脂酸和FT橡胶活性剂的混合物(活性剂)、5份的古马隆树脂和BN-1树脂混合物(粘合剂)、3份的有机锡、光稳定剂LQ-292和紫外线吸收剂UV-234的混合物(稳定剂)、64份的可粘附自修复水凝胶(所述的自修复水凝胶是在纳米粘土([Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66)水溶液中原位聚合两性离子单体(3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐(DMAPS))而合成的)以及3.8份的流动分散剂XT-905、OP-10表面活性剂以及咀嚼剂FS-12的混合物(其他加工助剂)。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的可自修复的柔性吸水管包括如下重量份的组分：橡胶基材100份、填充剂30-118份、增塑剂27-76份、活性剂3.2-7.5份、粘合剂3-8份、稳定剂2-7份、可粘附自修复水凝胶50-88份、加工助剂2-4.8份。
2.根据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的橡胶基材选自丁腈橡胶NBR3280、丁腈橡胶NBR6250、丁腈橡胶NBR6240S、丁腈橡胶NBR7150、天津乐金PVC粉TL-800、宁波台塑PVC粉S-70、上海氯碱G-1300中的任一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的填充剂选自纳米结构炭黑、炭黑-白炭黑双相填充剂CSDPF4000、改性高岭土、纳米氧化锌、粉煤灰型橡胶补强剂XRF中的任一种或几种的混合物。
4.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的增塑剂选自巴斯夫Hexamoll DINCH、环保增塑剂UN488、朗盛增塑剂Mesamoll、伊士曼三醋酸甘油酯中的任一种或几种的混合物。
5.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的活性剂选自氧化锌、FT橡胶活性剂、硬脂酸中的任一种或几种的混合物。
6.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述粘合剂选自古马隆树脂、BN-1树脂中的任一种或其混合物。
7.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的稳定剂选自有机锡、光稳定剂LQ-292、紫外线吸收剂UV-234、橡胶防老剂RD中的任一种或几种的混合物。
8.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的可粘附自修复水凝胶是在纳米粘土水溶液中原位聚合两性离子单体而合成的材料，所述纳米粘土[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na0.66，所述两性离子单体3-[[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲铵基]丙烷-1-磺酸盐，其中的可移动离子为Na+。
9.据权利要求1所述的一种可自修复的柔性吸水管，其特征在于，所述的加工助剂选自OP-10表面活性剂、流动分散剂XT-905、咀嚼剂FS-12中的任一种或几种的混合物。
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