基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺制造技术

本申请涉及高分子材料领域，具体公开了一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺

【技术实现步骤摘要】
基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺、保温用聚氨酯


[0001]本申请涉及高分子材料
，更具体地说，它涉及一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺
、
保温用聚氨酯
。

技术介绍

[0002]预制直埋保温管是绝热管的简称，用于液体
、
气体及其他介质的输送，在石油
、
化工
、
航天
、
军事
、
集中供热等管道的绝热保温工程均有广泛应用
。
通常，预制直埋保温管从内向外分为三层结构，第一层：钢管层，简称钢管，根据客户设计和要求一般选用无缝钢管
、
螺旋钢管和直缝钢管
。
钢管表面经过抛丸除锈工艺处理后，达到相关标准的要求
。
第二层：聚氨酯保温层，简称保温层，保温层包覆在钢管层的外表面，生产中由发泡机将聚氨酯冲入钢管层和保护层之间，发泡制成
。
第三层：高密度聚乙烯保护层，简称外护层或外护管，通常是具有一定壁厚的黑色或黄色聚乙烯塑料管材，其作用是保护保温层免受机械硬物破坏，并且防腐
、
防水
。
[0003]现有的预制直埋保温管的生产工艺是：高密度聚乙烯外护管经挤出机真空定径
、
直线牵引
、
切割工序提前预制，预处理过的钢管由输送装置托送向前，与高密度聚乙烯外护管穿管形成组合管，高压发泡机的枪管向外护层与钢管之间的空腔内注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液随即发泡成型，在外护层与钢管之间发泡形成保温层
。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人发现目前的保温管制备方法多为直管制备，并没有提及到如何制备保温弯管的方法，将两个直管进行连接制备弯管的方法，需要根据弯管的弧度调整直管的安装角度，制备方法较为繁琐
。

技术实现思路

[0005]为了提供一种保温弯管的制备方法，本申请提供一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺
、
保温用聚氨酯
。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，采用如下技术方案：一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，包括以下步骤：
S1、
在弯曲钢管外侧套上长度小于弯曲钢管的弯曲高密度聚乙烯外护管，弯曲高密度聚乙烯外护管与弯曲钢管的弯曲弧度和曲率半径相同；所述弯曲高密度聚乙烯外护管的制法为：将高密度聚乙烯颗粒熔融
、
挤出
、
弯曲定型
、
真空定径
、
水冷
、
弧形牵引，牵引弧度使得弯曲高密度聚乙烯外护管的弯曲弧度与弯曲钢管的弯曲弧度相同，弯曲钢管与弯曲高密度聚乙烯外护管组合穿管厚形成同心圆；
S2、
在弯曲钢管和弯曲高密度聚乙烯外护管的两端放入法兰；
S3、
穿透弯曲高密度聚乙烯外护管，向弯曲钢管和弯曲高密度聚乙烯外护管之间注入保温用聚氨酯，经发泡，熟化，在弯曲钢管和弯曲高密度聚乙烯外护管之间形成聚氨酯保温层，制得产品
。
[0007]通过采用上述技术方案，将钢管通过焊接或热煨制备成弯曲钢管后，为与之匹配，需要使用具有与弯曲钢管相同弧度的高密度聚乙烯外护管，将高密度聚乙烯的颗粒料经熔融挤出后，在弯曲定型导引下，经真空定径，确定高密度聚乙烯外护管的直径，然后通过牵引高密度聚乙烯管远离挤出机的一端，通过控制牵引曲率半径
、
方向和速度，获得与钢管弯曲度和弧度相同的高密度聚乙烯外护管，然后将弯曲高密度聚乙烯外护管套设在弯曲钢管上，向钢管和外护管之间注入聚氨酯，经发泡
、
熟化后，制成预制直埋保温管，一步成型，制备方法简单
。
[0008]可选的，所述真空定径的压力为
0.01
‑
0.03MPa
，水温为
20
‑
25℃。
[0009]通过采用上述技术方案，采用真空定径方式，对挤出的高密度聚乙烯外护管进行尺寸固定，增加尺寸稳定性
。
[0010]可选的，所述弯曲高密度聚乙烯外护管的内壁经过以下处理：向弯曲高密度聚乙烯外护管的内壁涂刷含有多巴胺溶液
、
十八烷基三乙氧基硅烷改性碳纳米管
、
陶瓷微球和木质素的混合溶液，干燥，当注入保温用聚氨酯并发泡
、
熟化后，将产品在
400
‑
420℃
的氮气气氛中放置
50
‑
60min
，混合溶液在弯曲高密度聚乙烯外护管内壁的涂刷量为
250
‑
400g/m2。
[0011]通过采用上述技术方案，在弯曲高密度聚乙烯外护管内壁和弯曲钢管外壁之间填充保温用聚氨酯时，保温用聚氨酯与弯曲高密度聚乙烯外护管内壁之间的粘结强度影响预制直埋保温管的质量，因此在弯曲高密度聚乙烯外护管内壁上涂刷含有多巴胺溶液等组分的混合溶液，多巴胺具有很强的粘性，能发生自聚合反应，形成聚多巴胺，聚多半中含有大量的邻苯二酚和一级胺
、
二级胺，进一步增强了黏附性，多壁碳纳米管通过引入长链硅氧烷增强其疏水性，陶瓷微球则通过聚多巴胺的黏附性附着在外护管内壁黏附，当聚氨酯发泡时，能与聚氨酯泡沫形成相互嵌合结构，从而改善了聚氨酯保温层与弯曲高密度聚乙烯外护管的界面粘结强度，另外还增强了外护管的水汽阻隔性；当木质素被聚多巴胺黏附在高密度聚乙烯外护管的内壁上，并在注入聚氨酯并发泡后，随着在氮气气氛中的热裂解，从而在弯曲高密度聚乙烯外护管上发生碳化形成一层疏水的碳膜，覆盖在聚氨酯发泡颗粒的表面，从而改善聚氨酯的阻水性，而木质素三维互通多孔骨架也被保留下来，当聚氨酯发泡后，聚氨酯泡沫颗粒能与三维互通多孔骨架相互嵌合，形成良好的界面粘结作用，改善聚氨酯保温层与弯曲高密度聚乙烯外护管内壁的粘结强度
。
[0012]可选的，所述混合溶液中各组分的重量份为：
10
‑
30
份多巴胺溶液
、1
‑5份十八烷基三乙氧基硅烷改性碳纳米管
、2
‑6份陶瓷微球
、4
‑
12
份木质素
。
[0013]通过采用上述技术方案，采用以上用量的多巴胺溶液
、
陶瓷微球
、
木质素等原料，经涂刷后在弯曲高密度聚乙烯外护管内壁形成具有疏水作用且与聚氨酯发泡颗粒嵌合紧密的保护层，能改善弯曲高密度聚乙烯外护管的阻水性，增强外护管对聚氨酯保温层的防水保护，以免聚氨酯保温层遇水后变形，保温功能减弱
。
[0014]可选的，向弯曲高密度聚乙烯外护管内注入保温用聚氨酯的同时，还通入被气化的聚对二甲苯，通入时间与注入保温用聚氨酯的时间相同
。
[0015]通过采用上述技术方案，聚对二甲苯在
100℃
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
在弯曲钢管（1）外侧套上长度小于弯曲钢管（1）的弯曲高密度聚乙烯外护管（2），弯曲高密度聚乙烯外护管（2）与弯曲钢管（1）的弯曲弧度和曲率半径相同；所述弯曲高密度聚乙烯外护管（2）的制法为：将高密度聚乙烯颗粒熔融
、
挤出
、
弯曲定型
、
真空定径
、
水冷
、
弧形牵引，牵引弧度使得弯曲高密度聚乙烯外护管（2）的弯曲弧度与弯曲钢管（1）的弯曲弧度相同，弯曲钢管（1）与弯曲高密度聚乙烯外护管（2）组合穿管后形成同心圆；
S2、
在弯曲钢管（1）和弯曲高密度聚乙烯外护管（2）的两端嵌入法兰；
S3、
穿透弯曲高密度聚乙烯外护管（2），向弯曲钢管（1）和弯曲高密度聚乙烯外护管（2）之间注入保温用聚氨酯，经发泡，熟化，在弯曲钢管（1）和弯曲高密度聚乙烯外护管（2）之间形成聚氨酯保温层（3），制得产品
。2.
根据权利要求1所述的基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，其特征在于，所述真空定径的压力为
0.01
‑
0.03MPa
，水温为
20
‑
25℃。3.
根据权利要求1所述的基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，其特征在于，所述弯曲高密度聚乙烯外护管（2）的内壁经过以下处理：向弯曲高密度聚乙烯外护管（2）的内壁涂刷含有多巴胺溶液
、
十八烷基三乙氧基硅烷改性碳纳米管
、
陶瓷微球和木质素的混合溶液，干燥，当注入保温用聚氨酯并发泡
、
熟化后，将产品在
400
‑
420℃
的氮气气氛中放置
50
‑
60min
，混合溶液在弯曲高密度聚乙烯外护管（2）内壁的涂刷量为
250
‑
400g/m2。4.
根据权利要求3所述的基于无缝外护管的保温弯管的制作工艺，其特征在于，所述混合溶液中各组分的重量份为：
10
‑
30
份多巴胺溶液
、1
‑5份十八烷基三乙氧基硅烷改性碳纳米管
、2
‑6份陶瓷微球
、4
‑
12

【专利技术属性】
技术研发人员：于海林，常斌，刘建立，郝友立，孙连鹏，
申请(专利权)人：中投天津智能管道股份有限公司，
类型：发明
国别省市：