一种高性能聚氨酯纳米复合软管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高性能聚氨酯纳米复合软管及其制备方法，该复合软管是以直径40cm～60cm复合纤维带坯为增强层，热塑性聚氨酯弹性体、改性硅铈钛纳米材料、松香树脂、环氧树脂为内外层，一次挤出成型制得，该复合软管具有“三明治”结构；复合纤维带坯是以芳纶纤维为经线、芳纶纤维与碳纤维为纬线经圆织机编织改性制得，改性硅铈钛纳米材料是用γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对硅铈钛纳米材料表面进行活化制得，硅铈钛纳米材料具有三层核壳结构，其内核为纳米二氧化硅、中间层为纳米二氧化铈、最外层壳为纳米二氧化钛。该聚氨酯纳米复合软管的抗压强度为5.2～6.4MPa、剥离强度为130～155N/25mm、剥离强度变化率为2％～5％，具有抗压强度高、耐老化性能优异、剥离强度高等优点，加工工艺简便，主要用于海上石油、天然气、工业用水输送和远洋油料补给。

High performance polyurethane nano composite hose and preparation method thereof

The invention provides a high performance polyurethane nano composite hose and a preparation method thereof. The composite hose is with a diameter of 40cm ~ 60cm composite fiber strip reinforced layer, thermoplastic polyurethane elastomer, modified silicon cerium and titanium nano material, rosin resin, epoxy resin as the inner layer and the outer layer, an extrusion molding system the composite hose, a \sandwich\ structure; composite fiber strip with aramid fiber as warp, aramid fiber and carbon fiber cloth for the circular loom modification process, modified silicon cerium titanium nano material is on the surface of silicon nano cerium and titanium materials were prepared by activation of gamma glycidyl ether trimethoxysilane, silicon cerium and titanium nano material has three layers core-shell structure, the core of nano silica, the middle layer is two nanometer cerium oxide, the outer shell is nanometer titanium dioxide. The compressive strength of the polyurethane nano composite hose is 5.2 ~ 6.4MPa, 130 ~ 155N/25mm peel strength and peel strength change rate is 2% ~ 5%, has high compressive strength, aging resistance, high peeling strength, simple process, mainly used for offshore oil and natural gas, industrial water transportation and ocean oil supply.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能聚氨酯纳米复合软管及其制备方法
本专利技术涉及一种高性能聚氨酯纳米复合软管，主要是制备抗压强度高、耐老化性能优异、剥离强度高的聚氨酯纳米复合软管，主要用于海上石油、天然气、工业用水输送和远洋油料补给，属于新材料制造领域。
技术介绍
近年来，我国软管行业得到了长足的发展。用于海上石油、天然气、工业用水输送和远洋油料补给的聚氨酯复合软管，长期在恶劣的环境下使用，需要高抗压强度、耐老化性能优异、剥离强度高等特点。目前国内生成的复合软管，包括外层保护层，中间增强层，内层防漏层。使用编织好的单一纤维带坯作为增强层，而内外层之间采用胶粘剂或者在高压下将增强层与内外层粘在一起。这种方式生成的软管，抗压强度不高、易老化、软管带坯与内外层之间的剥离强度差。中国专利201410137891.5公开了高强度纤维双层交织复合软管及生产方法，软管带坯是双层纤维编织而成，而后在双层带坯内外表面一次成型涂覆高分子粘合胶料，该专利虽有柔软性好、管坯耐压强度高等优点，但耐老化性能差，剥离强度低等缺点，降低了软管的使用寿命；中国专利200910229472.3公开了耐磨橡胶聚氨酯复合软管，软管由钢筋圈作为承压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能聚氨酯纳米复合软管，其特征在于该复合软管是以直径40cm～60cm复合纤维带坯为增强层，热塑性聚氨酯弹性体、改性硅铈钛纳米材料、松香树脂、环氧树脂为内外层，一次挤出成型制得，其中复合纤维带坯是以芳纶纤维为经线、芳纶纤维与碳纤维为纬线经圆织机编织改性制得，改性硅铈钛纳米材料与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:3～1:10、松香与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:3～1:5、环氧树脂与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:5～1:10。

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚氨酯纳米复合软管，其特征在于该复合软管是以直径40cm～60cm复合纤维带坯为增强层，热塑性聚氨酯弹性体、改性硅铈钛纳米材料、松香树脂、环氧树脂为内外层，一次挤出成型制得，其中复合纤维带坯是以芳纶纤维为经线、芳纶纤维与碳纤维为纬线经圆织机编织改性制得，改性硅铈钛纳米材料与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:3～1:10、松香与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:3～1:5、环氧树脂与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为1:5～1:10。2.根据权利要求1所述的一种高性能聚氨酯纳米复合软管的制备方法，其特征在于该制备方法为：a.在等预应力合线机上将芳纶纤维合股制成经线、纬线，在芳纶纤维合股纬线时加入纬线质量1wt％～10wt％碳纤维，在圆织机上把经线、纬线按斜纹双经双纬进行编织成直径为40cm～60cm纤维带坯，室温下将该纤维带坯浸没于质量分数为20wt％～50wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸渍2～3h，取出，20℃～40℃下晾干，得复合纤维带坯；b.室温下，按乙醇与水体积比为3:1～10:1制备乙醇水溶液，用质量分数为25wt.％～28wt.％的氨水调节乙醇水溶液pH至9.0～10.0，制得乙醇氨水溶液，按乙醇与硅酸四乙酯质量比为15:1～30:1配制乙醇硅溶液，按乙醇硅溶液与乙醇氨水溶液质量比1:2～1:5,将乙醇硅溶液在1～2h内滴加到乙醇氨水溶液中，室温反应6～12h，过滤，用20～50倍硅酸四乙酯质量的乙醇洗涤3～5次，在60℃～80℃真空干燥12～24h，得平均直径为100～200nm的纳米二氧化硅；c.室温下，按乙醇与步骤b中制得纳米二氧化硅质量比为20:1～50:1配成硅混合物，按六次亚甲基四胺与纳米二氧化硅质量比为3:1～5:1，将六次亚甲基四胺加入到该硅混合物中，超声分散1～2h；按水与纳米二氧化硅质量比为20:1～50:1，向硅混合物中加入水，按六水硝酸铈与纳米二氧化硅质量比为3:1～10:1向硅混合物中加入六水硝酸铈，混匀得硅铈混合物，60℃～90℃反应4～8h，冷却，过滤，用30～50倍纳米二氧化硅质量的乙醇洗涤3～5次，然后6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周钰明，丁彬彬，任慧，何曼，黄镜怡，王泳娟，黄裕中，张一卫，申华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32