改性弹性体、热塑性砂浆/混凝土输送管及其制备方法技术

本发明专利技术属于输送管道技术领域，具体涉及一种改性弹性体、热塑性砂浆/混凝土输送管及其制备方法。针对现有技术中存在的问题，本发明专利技术提供的输送管包括外护套、缠绕层和耐磨芯管，所述耐磨芯管包括外层的改性弹性体层和内层的耐磨材料层，所述改性弹性体层的性能满足砂浆/混凝土输送管弯曲的柔性需求，所述改性弹性体层的性能满足输送砂浆过程中的砂浆/混凝土输送管的纵向强度的需求，所述改性弹性体层的性能满足加工缠绕层过程中的耐磨芯管的强度和刚性的需求，所述耐磨材料层的性能满足输送砂浆过程中耐砂浆磨损的需求。本发明专利技术还提供改性弹性体的原料配比和上述热塑性砂浆/混凝土输送管的制备方法。本发明专利技术适用于砂浆/混凝土输送领域。

【技术实现步骤摘要】
改性弹性体、热塑性砂浆/混凝土输送管及其制备方法
本专利技术属于输送管道
，适用于砂浆和混凝土输送领域，具体涉及一种改性弹性体、热塑性砂浆/混凝土输送管及其制备方法。
技术介绍
砂浆和混凝土是建筑上广泛使用的黏结物质，由一定比例的沙子、石块和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水和成，也叫灰浆。其混合搅拌、输送和使用在各种建筑工地上必不可少的工作。砂浆/混凝土的输送采用砂浆泵与砂浆/混凝土输送管进行。对于砂浆/混凝土输送管，通常具有如下技术要求：(1)由于工地上现场的工况各异，因而要求砂浆/混凝土输送管能够弯曲，且弯曲处管道的通径变化要尽量小；(2)砂浆中包含的骨料对砂浆/混凝土输送管的内壁有较大的磨损，因而需要管道内壁具有一定的耐磨性能；(3)在工作时，砂浆/混凝土输送管内部具有约1MPa压力，因而要求砂浆/混凝土输送管在径向和纵向具有一定的承压能力。现有的砂浆/混凝土输送管通常采用中间设置有缠绕层的橡胶管制成，橡胶具有良好的柔性，能够满足施工现场对砂浆/混凝土输送管道需灵活弯曲的要求，同时缠绕层能够提高砂浆/混凝土输送管的径向和纵向强度使其满足管道承压的要求。但是，目前该类型管道用于砂浆输送还存在一定的问题。首先，橡胶材料的耐磨性能较差，一般输送不超过500立方的砂浆即失效，导致喷浆过程需要频繁更换输送管，浪费大量人力。而且磨损的橡胶输送管无法回收循环利用，不环保。此外，橡胶输送管制备过程中因为必须采用硫化工艺，故橡胶管只能制备定长的管道，对特殊场合(例如输送距离过长)必须采用连接方式，使用不方便。
技术实现思路
针对现有技术中橡胶管用于砂浆/混凝土输送管存在的问题，本专利技术提供一种改性弹性体、热塑性砂浆/混凝土输送管及其制备方法，其目的在于：提供一种能够与耐磨材料结合良好的改性弹性体并将其制成符合砂浆输送技术要求的管道，使得到的这种管道具有易弯曲、耐磨和抗压等性能。本专利技术采用的技术方案如下：一种热塑性砂浆/混凝土输送管，包括由外层至内层设置的外护套、缠绕层和耐磨芯管，所述耐磨芯管包括外层的改性弹性体层和内层的耐磨材料层，所述改性弹性体层的性能满足砂浆/混凝土输送管弯曲的柔性需求，所述改性弹性体层的性能满足输送砂浆过程中的砂浆/混凝土输送管的纵向强度的需求，所述改性弹性体层的性能满足加工缠绕层过程中的耐磨芯管的强度和刚性的需求，所述耐磨材料层的性能满足输送砂浆过程中耐砂浆磨损的需求。该技术方案中，为了提高砂浆/混凝土输送管内壁的耐磨性能而在输送管的最内层采用耐磨材料层，为了保证砂浆/混凝土输送管的环刚度和强度而在耐磨芯管外设置缠绕层。通常耐磨材料层所采用的材料价格较贵，因而在本技术方案中，耐磨材料层的厚度较薄，从而能够在满足耐磨性能的需求的前提下降低成本。而另一方面，为了在耐磨芯管外加工设置缠绕层，需要耐磨芯管具有一定的强度和刚度。因此若仅采用较薄的耐磨材料层独自作为耐磨芯管，则其强度和刚度不能满足缠绕层的生产。由于上述矛盾，耐磨材料层和缠绕层的结合存在技术困难。因此，本申请的方案中，在耐磨材料层外还设置改性弹性体层。基于耐磨材料层和缠绕层结合的技术困难，对改性弹性体层的性能具有如下要求：(1)改性弹性体层和耐磨材料层的材料应当能够共挤出，从而使得耐磨芯管能够通过共挤出成型方式制备；(2)改性弹性体层和耐磨材料层的材料应当具有良好的相容性，不能出现分层；(3)改性弹性体层的材料具有能够满足砂浆/混凝土输送管弯曲的弹性，具有一定的纵向强度能够满足砂浆/混凝土输送管的承压需求，具有一定的强度和模量能够使耐磨芯管在加工缠绕层的过程中不变形；(4)改性弹性体层在管道层状结构中用于替代一定厚度的耐磨材料层，应当在满足性能需求的前提下尽量采用成本较低的材料。即本方案中通过设置改性弹性体层克服了耐磨材料层和缠绕层的结合困难，使得砂浆/混凝土输送管兼具有良好的耐磨性能、弯曲性能、和抗压能力。优选的，所述缠绕层的缠绕形式为螺旋状缠绕；所述缠绕层包括至少一层缠绕材料，所述两层以上的缠绕材料的缠绕方向为相同的方向或不同的方向。所述缠绕层的性能满足砂浆/混凝土输送管弯曲的柔性需求，因此本优选方案采用螺旋状缠绕。螺旋状缠绕相比于网格状缠绕等方式的优势在于不会对管道的弯曲造成阻力。在复合管道中，缠绕层的主要作用是满足管道的径向强度和环刚度的需求。相比于网格状缠绕，螺旋状缠绕对纵向强度的增强较弱，因此本申请中还通过改性弹性体层对管道的纵向强度进行了增强。优选的，所述砂浆/混凝土输送管的外径为25mm-200mm，所述耐磨芯管的内径为20mm-150mm，所述耐磨材料层的厚度为1mm-5mm，所述改性弹性体层的厚度为0.5mm-20mm。该优选方案进一步优选耐磨材料层和改性弹性体层的厚度，平衡耐磨性能、弯曲性能、径向抗压能力和纵向抗压能力的提升效果，使得砂浆/混凝土输送管的综合性能达到最佳。优选的，所述改性弹性体层的材料为改性弹性体，所述改性弹性体按如下质量百分数的原料制成：聚乙烯0-30％；聚丙烯0-30％；弹性体10％-90％；填料0-80％；加工助剂1％-8％。进一步优选的，所述弹性体包括聚烯烃弹性体(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、热塑性弹性体(TPE)和热塑性硫化橡胶(TPV)中的至少一种；所述填料包括碳酸钙、滑石粉、蒙拓土和木粉中的至少一种；所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和着色剂中的至少一种。上述优选方案为一种优选的改性弹性体的配方，适用于在本申请方案中与耐磨材料层配合。优选的，所述耐磨材料层的材料为砂浆磨损率小于等于0.5％，且具备挤出或共挤出成型能力的热塑性材料。进一步优选的，所述耐磨材料层的材料包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-硅氧烷共聚物、超高分子量聚乙烯、聚氧化乙烯、热塑性弹性体或热塑性硫化橡胶中的至少一种。上述优选方案提供了一种优选的耐磨材料层，该材料能够有效提升砂浆/混凝土输送管的耐磨性能，且不会对弯曲性能产生过大的影响。本专利技术还提供上述热塑性砂浆/混凝土输送管的制备方法，包括如下步骤：[1]将改性弹性体和内层耐磨材料共挤制备得到改性弹性体层和耐磨材料层构成的耐磨芯管；[2]在所述耐磨芯管外制备缠绕层；[3]挤出弹性体材料在所述缠绕层外围制备外护套。该生产工艺中，采用共挤出的工艺，能够生产任意长度的砂浆/混凝土输送管，避免了橡胶管道生产过程中的定长度生产造成的管道使用的不便。本专利技术还提供用于制备上述热塑性砂浆/混凝土输送管的改性弹性体，所述改性弹性体按如下质量百分数的原料制成：聚乙烯0-30％；聚丙烯0-30％；弹性体10％-90％；填料0-80％；加工助剂1％-8％。优选的，所述弹性体包括聚烯烃弹性体(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯系热塑性弹性体(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于：包括由外层至内层设置的外护套(1)、缠绕层(2)和耐磨芯管，所述耐磨芯管包括外层的改性弹性体层(3)和内层的耐磨材料层(4)，所述改性弹性体层(3)的性能满足砂浆/混凝土输送管弯曲的柔性需求，所述改性弹性体层(3)的性能满足输送砂浆过程中的砂浆/混凝土输送管的纵向强度的需求，所述改性弹性体层(3)的性能满足加工缠绕层(2)过程中的耐磨芯管的强度和刚性的需求，所述耐磨材料层(4)的性能满足输送砂浆过程中耐砂浆磨损的需求。/n

【技术特征摘要】
1.一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于：包括由外层至内层设置的外护套(1)、缠绕层(2)和耐磨芯管，所述耐磨芯管包括外层的改性弹性体层(3)和内层的耐磨材料层(4)，所述改性弹性体层(3)的性能满足砂浆/混凝土输送管弯曲的柔性需求，所述改性弹性体层(3)的性能满足输送砂浆过程中的砂浆/混凝土输送管的纵向强度的需求，所述改性弹性体层(3)的性能满足加工缠绕层(2)过程中的耐磨芯管的强度和刚性的需求，所述耐磨材料层(4)的性能满足输送砂浆过程中耐砂浆磨损的需求。


2.按照权利要求1所述的一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于：所述缠绕层(2)的缠绕形式为螺旋状缠绕；所述缠绕层(2)包括至少一层缠绕材料，所述两层以上的缠绕材料的缠绕方向为相同的方向或不同的方向。


3.按照权利要求1所述的一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于：所述砂浆/混凝土输送管的外径为25mm-200mm，所述耐磨芯管的内径为20mm-150mm，所述耐磨材料层(4)的厚度为1mm-5mm，所述改性弹性体层(3)的厚度为0.5mm-20mm。


4.按照权利要求1所述的一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于，所述改性弹性体层(3)的材料为改性弹性体，所述改性弹性体按如下质量百分数的原料制成：
聚乙烯0-30％；
聚丙烯0-30％；
弹性体10％-90％；
填料0-80％；
加工助剂1％-8％。


5.按照权利要求4所述的一种热塑性砂浆/混凝土输送管，其特征在于：所述弹性体包括聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯系热塑性弹性体、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、热塑性弹性体TPE和热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪理，陈晓梅，
申请(专利权)人：四川鑫成新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51