【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深井采矿套管，特别提供了一种芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管及制备方法，使套管具备薄壁阻燃性能。
技术介绍
1、采铀等湿法冶金和开采酸、碱、盐类深井护壁套管试验和生产中已使用过不同材质的套管，如pvc管、pe管、不锈钢管、玻璃钢管等，这些类型的套管都有成功应用的实例。由于各种矿产资源的地质、水文条件、矿体埋深等综合状况，全球大深度高温井采矿高水平新技术多趋向于用以pvc和pvc-c为主体材料的管材，目前深井液体采矿新工艺存在的需要解决的问题有：
2、1、采矿工艺改进需要轻薄高强力大内径的护井管：
3、目前较落后的固井工艺是正向浇注水泥封闭侧壁矿层，这种过程会产生混浆层，影响矿液品质效率；
4、为提高采矿质量、效率，我国技术攻关人员借鉴国外经验教训，采用逆向浇注法，即在套管内加压灌入水泥浆，由底部套管壁通孔向矿井壁与套管壁环形空间注浆封闭矿层的方法，以避免采集液混浆。需由套管底部预先开通足够量、孔径约10-20mm的通孔，使水泥浆在环形空间由井底开始向上逐层固结封闭，把混浆排挤到地面上来。这种新工艺需要套管具备如下性能：
5、a.在不增加外径条件下，减小壁厚，使得工作内径增大；然后开通底部管体足够量的内径、孔径约10-20mm的通孔，使灌入泥浆通过底部通孔进入套管与井壁间环隙向上挤压残液并填满达到固定效果，强度高壁厚小使得钻孔和灌浆作业便捷；
6、b.随着各种矿井深度增加最大深度达1500-2000米，这样深的底层虽有冷却系统但仍是地热的高温环境，因此要求深入
7、2、大深度矿井超长度管体需要高强度较轻体材料，以减轻本体重量负荷；
8、3、管材耗资较大，目标减小护壁管厚度节约材料成本50元/每米井深：
9、同等功能条件下减小套管壁厚，保证壁厚6mm的套管抗拉强度等于壁厚15mm的套管抗拉强度。由成本计算可知，相同材质，200米深井、壁厚6mm比壁厚15mm节省材料成本1万元。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管及制备方法。
2、本专利技术是这样实现的，提供一种芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管，原料按重量份计，包括下列组分：氯化聚氯乙烯100份、稳定剂5-20份、表面活性剂5-15份、抗撕裂芳纶浆粕10-50份、增强增容剂10-30份、抗冲击剂10-30份、润滑剂0.5-30份、加工助剂5-40份；所述稳定剂包括稀土稳定剂和钙锌稳定剂；所述表面活性剂为硅偶联剂；所述增强增容剂为白炭黑、钛白粉、轻质碳酸钙中的一种或多种；所述抗冲击剂为橡胶类弹性体；所述润滑剂为聚乙烯蜡或石蜡中的一种或两种；所述加工助剂为acr-401或acr-zb-21中的一种或两种。
3、优选的，所述钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂和抗氧剂为主要组分采用复合工艺而合成。
4、优选的，所述抗冲击剂包括氯化聚乙烯和丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料，所述丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料为抗冲击剂acr-zb-21、抗冲击剂mbs-lb-156、抗冲击剂lt-61中的一种。
5、本专利技术还提供一种芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管的制备方法，包括如下步骤：
6、1)抗撕裂芳纶浆粕表面进行增粘处理：将抗撕裂芳纶浆粕与稳定剂混合，进行浸润、加热、搅拌；
7、2)将增粘后的抗撕裂芳纶浆粕与各其他原料称量好，进入生产线起点预混合，搅拌均匀；
8、3)均匀的粉料浸入高温融合段混合，物理凝聚成粘流态融合体；
9、4)高温粘流态融合体进入挤出段的预定规格模腔加压段，形成预设型管体结构，并渐次降温；
10、5)较高温的预设型管体通过冷却段进行定型；
11、6)按规定长度裁断；
12、7)检测，合格后得到成品。
13、优选的，所述步骤1)中，将抗撕裂芳纶浆粕与稳定剂混合，浸润2小时，加热温度为80℃，并且每间隔20分钟搅拌10分钟。
14、进一步优选，采用无机盐离子络合的方法，让芳纶浆粕短纤维与具有独特偶联作用的液体钙锌稳定剂中的钙离子与芳纶聚酰胺分子链上的酰胺键发生配位络合反应，从而打开分子链中的氢键及结晶性，增加芳纶微纤维表面粗糙度，增强与基材的粘合性。
15、进一步优选，所述步骤3)中，均匀的粉料浸入高温融合段混合，温度为165-180℃，融合时间为9分钟。
16、进一步优选，所述步骤4)中，预设型管体结构的渐次降温是从180℃逐渐降至30℃，冷却降温时间为25分钟。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：
18、本专利技术的芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管及制备方法增加了套管的抗拉强力、密封及耐压性能和抗冲击强度，使其更加适应新的采矿工艺。
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1.一种芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管，其特征在于，原料按重量份计，包括下列组分：氯化聚氯乙烯100份、稳定剂5-20份、表面活性剂5-15份、抗撕裂芳纶浆粕10-50份、增强增容剂10-30份、抗冲击剂10-30份、润滑剂0.5-30份、加工助剂5-40份；所述稳定剂包括稀土稳定剂和钙锌稳定剂；所述表面活性剂为硅偶联剂；所述增强增容剂为白炭黑、钛白粉、轻质碳酸钙中的一种或多种；所述抗冲击剂为橡胶类弹性体；所述润滑剂为聚乙烯蜡或石蜡中的一种或两种；所述加工助剂为ACR-401或ACR-ZB-21中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管，其特征在于，所述钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂和抗氧剂为主要组分采用复合工艺而合成。
3.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管，其特征在于，所述抗冲击剂包括氯化聚乙烯和丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料，所述丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料为抗冲击剂ACR-ZB-21、抗冲击剂MBS-LB-156、抗冲击剂LT-61中的一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的芳纶浆粕增
5.根据权利要求4所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，将抗撕裂芳纶浆粕与稳定剂混合，浸润2小时，加热温度为80℃，并且每间隔20分钟搅拌10分钟。
6.根据权利要求5所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管的制备方法，其特征在于，采用无机盐离子络合的方法，让芳纶浆粕短纤维与具有独特偶联作用的液体钙锌稳定剂中的钙离子与芳纶聚酰胺分子链上的酰胺键发生配位络合反应，从而打开分子链中的氢键及结晶性，增加芳纶微纤维表面粗糙度，增强与基材的粘合性。
7.根据权利要求4所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，均匀的粉料浸入高温融合段混合，温度为165-180℃，融合时间为9分钟。
8.根据权利要求4所述的芳纶浆粕增强PVC-C矿井套管的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，预设型管体结构的渐次降温是从180℃逐渐降至30℃，冷却降温时间为25分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管，其特征在于，原料按重量份计，包括下列组分：氯化聚氯乙烯100份、稳定剂5-20份、表面活性剂5-15份、抗撕裂芳纶浆粕10-50份、增强增容剂10-30份、抗冲击剂10-30份、润滑剂0.5-30份、加工助剂5-40份；所述稳定剂包括稀土稳定剂和钙锌稳定剂；所述表面活性剂为硅偶联剂；所述增强增容剂为白炭黑、钛白粉、轻质碳酸钙中的一种或多种；所述抗冲击剂为橡胶类弹性体；所述润滑剂为聚乙烯蜡或石蜡中的一种或两种；所述加工助剂为acr-401或acr-zb-21中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管，其特征在于，所述钙锌稳定剂由钙盐、锌盐、润滑剂和抗氧剂为主要组分采用复合工艺而合成。
3.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强pvc-c矿井套管，其特征在于，所述抗冲击剂包括氯化聚乙烯和丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料，所述丙烯酸胶类柔韧复合型抗冲击材料为抗冲击剂acr-zb-21、抗冲击剂mbs-lb-156、抗冲击剂lt-61中的一种。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：周方好，郑彩芳，周紫萌，周紫艳，孙海燕，
申请(专利权)人：辽宁天源大奔科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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