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一种由复合材料制成的桥梁缆索套管及其制备方法技术

技术编号:15118524 阅读:107 留言:0更新日期:2017-04-09 16:28
本发明专利技术公开了一种桥梁缆索套管及其制备方法,套管由三层材料复合而成,其中内层为聚乙烯,中间层为聚乙烯接枝物,外层为聚脲涂层。通过双螺杆挤出机热挤聚乙烯套管,其中温度控制在150-200℃,挤出后的聚乙烯套管呈中空型,还没冷却的状态下,在聚乙烯套管表面接着热挤一层聚乙烯接枝物;在聚乙烯接枝物表面喷涂聚天冬氨酸酯聚脲,然后把所制复合套管放置在真空烘箱中,50-120℃固化20-48小时。本发明专利技术利用高密度聚乙烯和聚脲的线膨胀系数接近,制备成复合材料套管,大大改善聚乙烯材料耐磨和耐老化性能,延长桥梁缆索的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁的缆索领域,更具体的说涉及一种桥梁的缆索的防腐蚀套管,本专利技术还涉及一种桥梁的缆索防腐蚀套管的制备方法。
技术介绍
桥梁的缆索是现代大跨度桥梁,如悬索桥、斜拉桥和拱吊桥的主要承重结构,也可以说是桥梁的生命索。缆索长期承受动载和静载,暴露在风雨、潮湿和污染空气的环境中,既受“应力腐蚀”、“疲劳腐蚀”,又受“金属腐蚀”作用,很容易遭受腐蚀破坏,一旦发生腐蚀,后果不堪设想。国内外已有桥梁缆索破坏失效的实例,引起的安全事故和经济损失是非常严重的,必须对缆索进行防腐保护。目前,桥梁缆索索体防护主要是类似于电线电缆技术的防护方法,如热挤高密度聚乙烯护套防护的平行钢丝索、高密度聚乙烯套管防护的平行钢绞线索。在实际使用中,由于聚乙烯逐步吸收太阳光中的紫外线,导致高分子材料的主链断裂,以及引起一系列的氧化降解反应,其防护时间一般为20~30年。此外,考虑到换索、缠包、涂装维护和维修成本较大,很难达到桥梁缆索护套设计提出的50年寿命的使用要求。防腐蚀涂料长期以来一直是简单方便的防腐蚀方法,它不仅防止结构腐蚀,而且具有美化外观的作用。随着现代工业的发展,目前环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、氟碳漆、工程聚硅氧烷涂料、富锌漆和玻璃鳞片涂料以及聚脲涂料等重防腐涂料已逐步开发并被广泛应用,为新型涂料涂装防护系统应用提供了基本条件。其中,喷涂聚脲弹性体(SPUA)是以异氰酸酯类化合物和胺类化合物(氨基扩链剂)反应生成的,一种新型高效的,以双组份、喷涂施工为主的,快速凝胶的一类弹性体防腐材料,具有较好的物理力学性能,拉伸强度、耐磨性能、抗冲击性、耐化学腐蚀性和防水性能优异。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种防腐蚀桥梁缆索套管,利用高密度聚乙烯和聚脲的线膨胀系数接近,制备成复合材料套管,大大改善聚乙烯材料耐磨和耐老化性能,延长桥梁缆索系统的使用寿命。本专利技术的另一目的是提供一种由复合材料制成的桥梁缆索套管的制备方法。本专利技术的一种桥梁缆索套管,套管由三层材料复合而成,其中内层为聚乙烯,中间层为聚乙烯接枝物,外层为聚脲涂层。本专利技术的桥梁缆索套管,所述的聚乙烯接枝物为马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯或甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯。本专利技术的桥梁缆索套管,所述的聚脲为聚天冬氨酸脂聚脲。本专利技术的桥梁缆索套管,所述的所述的聚乙烯层厚度为1-4mm。本专利技术的桥梁缆索套管,其中,所述的所述聚脲涂层厚度为0.1-1mm。本专利技术的桥梁缆索套管,其中,所述中间层聚乙烯接枝物厚度为0.1-0.8mm。本专利技术的桥梁缆索套管的制备方法,包括以下步骤:a.通过双螺杆挤出机热挤聚乙烯套管,其中温度控制在150-200℃,挤出后的聚乙烯套管呈中空型,壁厚在1-4mm;b.在聚乙烯套管刚挤出,还没冷却的状态下,在聚乙烯套管表面接着热挤一层聚乙烯接枝物;c.在聚乙烯接枝物表面喷涂聚脲,然后把所制复合套管放置在真空烘箱中,50-120℃固化20-48小时。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术利用高密度聚乙烯和聚脲的线膨胀系数接近,制备成复合材料套管,大大改善聚乙烯材料耐磨和耐老化性能,延长桥梁缆索系统的使用寿命。本专利技术中,首先选用聚乙烯接枝物作为中间层,利用其极性可以很好地把聚乙烯和聚脲复合。克服了由于聚乙烯分子链呈非极性或低极性,分子链结构中既没有可以与其他聚合物反应的官能团,也难以形成氢键。因此,如果直接在聚乙烯上喷涂聚脲,很难能够实现两者的粘合。本专利技术工艺流程简单,对设备要求不高,反应平稳,无副产物,清洁环保,基本没有污染。附图说明附图为本专利技术的桥梁缆索套管示意图。图中,1为聚乙烯内层,2为聚乙烯接枝物中间层,3为外层,聚脲涂层。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术做进一步的说明,不能理解为对本专利技术保护范围的限制,该领域技术熟练人员根据上述本
技术实现思路
对本专利技术做出一些非本质的改进和调整,仍属于本专利技术的保护范围。实施例称取一定量1#8920高密度聚乙烯(HDPE),陶氏化学,通过双螺杆挤出机热挤聚乙烯套管,其中温度控制在150-200℃,挤出后的聚乙烯套管呈中空型,壁厚在1-4mm;在聚乙烯套管刚挤出,还没冷却的状态下,在聚乙烯套管表面接着热挤一层马来酸酐接枝聚乙烯(BASF公司);将聚天冬氨酸酯聚脲喷涂粘结层表面,然后把所制复合材料套管放置在真空烘箱中,80℃固化24小时。经过7天,进行剥离强度测试,聚脲涂层粘结剥离强度为6.5MPa。聚天冬氨酸酯聚脲可以市售的商品,也可以按下述方法自制。聚天冬氨酸酯聚脲合成步骤:1)将13.8g端氨基聚醚(PTMEG)加入加入三口瓶中,加热至60-80℃,真空脱水1小时;2)加入15.58g异氰酸酯(H12MDI)氮气保护下,加热至80-95℃,反应3小时,然后降至室温,即得异氰酸酯预聚体;3)将以上所述异氰酸酯预聚体和28.817g聚天冬氨酸酯(PAE),由山东远联化工有限公司提供,加入喷枪设备中,制得聚天冬氨酸酯聚脲。为了进行对比,选用6种牌号的高密度聚乙烯,分别为:1#8920,陶氏化学;2#2480NT,陶氏化学;3#TR480,茂名石化;4#7600,燕山石化;5#6100M,燕山石化;6#4801,独山子石化;分别加工成型套管,并制成样条,为了考察本专利技术的聚脲聚乙烯多层复合材料对聚乙烯的改性效果,将6种牌号的高密度聚乙烯中制得的复合材料套管样条以及相应的空白样条(只有聚乙烯层)进行应力、紫外老化试验。设置老化箱温度为50(±1)℃,应力为5MPa,辐照强度为3W/m2。采用重庆奥普光电技术有限公司UM200i型正置透反射金相显微镜对复合材料以及空白材料老化后表面进行观察,试验以裂纹贯穿样条表面作为结束点。实验结果如下表所示。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种桥梁缆索套管,其特征在于,套管由三层材料复合而成,其中内层为聚乙烯,中间层为聚乙烯接枝物,外层为聚脲涂层。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁缆索套管,其特征在于,套管由三层材料复合而成,其中内层为
聚乙烯,中间层为聚乙烯接枝物,外层为聚脲涂层。
2.按照权利要求1所述的桥梁缆索套管,其特征在于,其中,所述的聚乙烯
接枝物为马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酸接
枝聚乙烯或甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯。
3.按照权利要求1所述的桥梁缆索套管,其特征在于,其中,所述的聚脲为
聚天冬氨酸脂聚脲。
4.按照权利要求1所述的桥梁缆索套管,其特征在于,其中,所述的聚乙烯
层厚度为1-4mm。
5.按照权利要求1所述的桥梁缆索套管,其特征在于,其中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:任显诚罗大富
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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