一种耐磨复合管及其制备方法技术

技术编号:19006639 阅读:26 留言:0更新日期:2018-09-22 07:26
本发明专利技术提出了一种耐磨复合管,包括:管体和耐磨层,其中,所述管体为聚乙烯材料制成;所述耐磨层设置在所述管体的内侧壁上,所述耐磨层为热塑性弹性体材料;所述热塑性弹性体材料通过硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体,并辅助以填料、填充油、热塑性树脂制得,其中,所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体的用量占所述热塑性弹性体材料的20~80wt%。另一个方面,本发明专利技术提出了一种耐磨复合管制备方法,包括:制备热塑性弹性体材料,将聚乙烯加入挤出机的主机中,并将所述热塑性弹性体材料加入挤出机的共挤机中,开启所述主机和共挤机,通过成型、定径、冷却、牵引以制作所述复合管。

Wear resistant composite pipe and preparation method thereof

The invention provides a wear-resistant composite pipe, which comprises a pipe body and a wear-resistant layer, wherein the pipe body is made of polyethylene material, the wear-resistant layer is arranged on the inner wall of the pipe body, the wear-resistant layer is a thermoplastic elastomer material, and the thermoplastic elastomer material is grafted by silane to modify styrene thermoplastic elasticity. The silane grafted styrene thermoplastic elastomer accounts for 20-80 wt% of the thermoplastic elastomer material. On the other hand, the invention provides a method for preparing a wear-resistant composite pipe, which comprises: preparing a thermoplastic elastomer material, adding polyethylene to the main machine of the extruder, adding the thermoplastic elastomer material to the co-extruder of the extruder, opening the main machine and the co-extruder, forming, sizing, cooling, and traction. The composite pipe is made.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨复合管及其制备方法
本专利技术涉及复合管
,具体而言,涉及一种耐磨复合管及其制备方法。
技术介绍
目前,耐磨管道作为一种特种工业管道,在国民经济中扮演着非常重要的地位,其主要用于矿山,如矿浆选矿输送和尾矿的长距离管道输送;疏浚,如江河湖海的清淤疏浚、抽沙排沙;冶金,如精矿浆、冶金废渣、煤粉等输送;化工,如盐浆、碱浆等固液混合物的输送;电力,如火电厂除灰、排渣、送粉、回粉、脱硫工艺管道等。因此,耐磨管道在许多工业领域均得到了广泛的应用。传统的耐磨管道主要以钢管、铸铁管等金属管道为主,但其存在严重的腐蚀和磨损问题,使得该种管道使用寿命短,工程维护费用高。采用内衬技术应用于钢管、铸铁管后,衬胶或衬塑钢管虽然大大地提高了其耐磨性能,但又存在管材笨重、安装连接不方便等问题,而且胶层或塑层易与钢管脱层而造成管道堵塞,这严重阻碍了衬胶或衬塑钢管的发展。现有的一些复合管,如陶瓷复合管、铸石复合管等,虽然具有较好的耐磨性,但是成本造价较高。另外,非金属管道如橡胶管、超高分子量聚乙烯管材也逐渐在该领域兴起。橡胶管虽然耐腐蚀、耐磨性能有所提高,但终究因其工程造价高而限制其发展。超高分子量聚乙烯管道尽管凭其耐腐蚀、耐磨和自润滑等综合性能得到了较广泛的应用,但也暴露出难加工等缺陷,而且其耐磨性在恶劣工况下存在不足。因而需要开发出新型的管材来解决现有技术中的这些问题。
技术实现思路
鉴于此,本专利技术提出了一种耐磨复合管及其制备方法,旨在解决现有的耐磨复合管加工难度大,且耐磨强度较低,在复合管的使用过程中极易磨损从而影响复合管的正常使用的问题。一个方面,本专利技术提出了一种耐磨复合管,其特征在于,包括:管体,所述管体为聚乙烯材料制成;所述管体的内侧壁设置有耐磨层,所述耐磨层为热塑性弹性体材料;所述热塑性弹性体材料通过硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体,并辅助以填料、填充油、热塑性树脂制得。进一步地,所述热塑性弹性体材料的重量配比的组分:所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体20~80份、所述填料1~30份、所述填充油1~50份以及所述热塑性树脂1~30份;进一步地,所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体的化学式为:CH2(X)-CH2-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)和/或CH3-CH(X)-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)其中,R表示可水解基团,R′表示具有1至6个碳原子的烃基,m取值1、2或3;n取值1~20的自然数,X表示苯乙烯类热塑性弹性体。进一步地,所述硅烷的添加量为所述苯乙烯类热塑性弹性体重量份的0.5%~30%,其结构式如下:CH2=CH-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)其中:R表示可水解烷氧基团;R′表示具有1至6个碳原子的烃基;m取值1、2或3;n取值1~20的自然数。进一步地,所述硅烷包括丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。进一步地,所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体材料通过苯乙烯类热塑性弹性体和硅烷经过催化反应制得,所述催化反应的催化剂为Lewis酸催化剂,所述催化剂的用量小于等于所述热塑性弹性体材料的1%。进一步地,所述填料为二氧化硅,所述二氧化硅的粒径为0.1~10µm;所述填充油为闪点大于200℃的饱和直链烷烃油和/或环烷烃油;所述热塑性树脂为聚乙烯和/或聚丙烯。进一步地,所述苯乙烯类热塑性弹性体为热塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物弹性体、热塑性苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三元嵌段共聚物弹性体、热塑性高苯乙烯的苯乙烯型嵌段共聚物弹性体任一种或几种的组合。另一个方面,本专利技术提出了一种耐磨复合管制备方法,包括:制备热塑性弹性体材料;将聚乙烯加入挤出机的主机中,并将所述热塑性弹性体材料加入挤出机的共挤机中,开启所述主机和共挤机,通过共挤模具进行成型、定径套定径、冷却箱冷却、牵引机牵引以制备所述复合管;所述主机的温度为190~210℃,所述主机的螺杆转速为50~150rpm,所述共挤机的温度为140~180℃,所述共挤机的螺杆转速为50~100rpm,所述共挤模具的温度为150~200℃,所述牵引机的牵引速度为0.1~3.0m/min;在制备所述热塑性弹性体材料时,按照重量份将填料、硅烷、苯乙烯类热塑性弹性体和催化剂加入混合机中,开动所述混合机,在1~500rpm条件下混合1~15min,然后提高所述混合机的转速至500~1000rpm,混合15~30min后关闭所述混合机,加入填充油、热塑性树脂后,开动所述混合机,在1~500rpm条件下继续混合1~15min后,通过造粒挤出机进行造粒制得所述热塑性弹性体材料。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于,本专利技术通过在聚乙烯管体内壁设置高耐磨热塑性弹性体材料,通过共挤技术将聚乙烯和高耐磨热塑性弹性体材料加工为一体,形成复合管,使得高耐磨的热塑性弹性体材料与聚乙烯材料形成互补,将高耐磨热塑性弹性体材料的高耐磨性与聚乙烯材料的耐腐蚀性、超强的稳定性和较好的耐冲击性有机地结合到一起,从而使得本专利技术的复合管具有高耐磨性能,耐腐性强,并且稳定性强,也使得复合管的使用寿命更长。本专利技术所述的复合管充分发挥聚乙烯材料的优点,并克服了聚乙烯材料的耐磨性不高的缺点,使得复合管不仅使用寿命长、耐冲击性强以及耐腐蚀强的优点,同时还具有极强的耐磨性能,大大提高了复合管的耐磨强度和使用寿命,节约成本。进一步地,本专利技术通过在聚乙烯管体内壁设置高耐磨热塑性弹性体材料这一简单的结构,使得本复合管不仅加工成型方便快捷,而且耐磨性能突出,大大降低了复合管的制作加工难度。进一步地,通过在管体内壁设置高耐磨热塑性弹性体材料的耐磨层,而高耐磨热塑性弹性体材料是一种经过改性的可挤出的热塑性弹性体管道材料,通过硅烷接枝改性,形成轻度交联体系,使得热塑性弹性体呈橡胶状,具有很高的弹性伸长率,可以通过弹性形变能有效吸收固体颗粒的冲击能,同时又具有优异的拉伸强度和抗撕裂性,当尖锐颗粒划伤材料表面后,能有效地阻止裂纹的延伸,从而大大提高了复合管的耐磨性能。进一步地,本专利技术管体所用的聚乙烯材料和高耐磨热塑性弹性体材料是一种质量较轻的材料,与现有的通过金属材料制作复合管的技术手段相比,本专利技术使用上述两种材料制作的复合管还具有质量较轻的特点,从而在使用本复合管时,大大减少了本复合管的搬运、运输以及安装过程中的所需的劳动力以及施工成本的投入,使得本复合管具有运输便捷、便于操作的特点。进一步地,本专利技术管体所用的聚乙烯材料和高耐磨热塑性弹性体材料均为热塑性树脂材料,进而与现有技术中的金属材料相比,本复合管可通过高温加热的方式连接固定,减少了焊接机械的使用,且高温加热的方式连接的一体性较强,能够将多段本复合管有机的连为一体,从而减少了连接时所需施工成本的投入,使得本复合管操作便捷,易于加工。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:图1为本专利技术实施例耐磨复合管的结构示意图;图2为本专利技术实施例耐磨复合管的A-A本文档来自技高网...
一种耐磨复合管及其制备方法

【技术保护点】
1.一种耐磨复合管,其特征在于,包括:管体,所述管体为聚乙烯材料制成;所述管体的内侧壁设置有耐磨层,所述耐磨层为热塑性弹性体材料;所述热塑性弹性体材料通过硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体,并辅助以填料、填充油、热塑性树脂制得。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨复合管,其特征在于,包括:管体,所述管体为聚乙烯材料制成;所述管体的内侧壁设置有耐磨层,所述耐磨层为热塑性弹性体材料;所述热塑性弹性体材料通过硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体,并辅助以填料、填充油、热塑性树脂制得。2.根据权利要求1所述的耐磨复合管,其特征在于,所述热塑性弹性体材料的重量配比的组分:所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体20~80份、所述填料1~30份、所述填充油1~50份以及所述热塑性树脂1~30份。3.根据权利要求2所述的耐磨复合管,其特征在于,所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体的化学式为:CH2(X)-CH2-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)和/或CH3-CH(X)-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)其中,R表示可水解基团,R′表示具有1至6个碳原子的烃基,m取值1、2或3;n取值1~20的自然数,X表示苯乙烯类热塑性弹性体。4.根据权利要求3所述的耐磨复合管,其特征在于,所述硅烷的添加量为所述苯乙烯类热塑性弹性体重量份的0.5%~30%,其结构式如下:CH2=CH-C(O)O-(CH2)n-SiRmR′(3-m)其中:R表示可水解烷氧基团;R′表示具有1至6个碳原子的烃基;m取值1、2或3;n取值1~20的自然数。5.根据权利要求4所述的耐磨复合管,其特征在于,所述硅烷包括丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。6.根据权利要求5所述的耐磨复合管,其特征在于,所述硅烷接枝改性苯乙烯类热塑性弹性体材料通过苯乙烯类热塑性弹性体和硅烷经过催化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆国强于进杰张明志程优婷
申请(专利权)人:浙江伟星新型建材股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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