[发明专利]聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于输送材料技术领域，特别涉及一种聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管及其制备方法与应用。

背景技术

电力、化工、冶金和建筑行业中，耐磨、防腐蚀型管道有着广泛的应用。在工程构件应用时，材料损坏的主要形式是磨损、腐蚀和断裂。其中磨损与腐蚀占材料失效总数的80％以上。

目前，国内外在耐磨、防腐蚀领域使用的管道为金属管道、聚合物管道、无机材料管道以及由两种材料构成的复合管道。复合管道如陶瓷复合钢管、树脂喷涂或涂覆钢管和橡胶内衬复合管道。也有采用在金属内表面作镍磷化镀处理或涂一层塑料材料。这些保护层由于不耐磨、不耐冲击或因保护层厚度不够，容易造成管道磨损而报废。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法制备得到的聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管。

本发明的再一目的在于提供所述的聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管的制备方法，包括以下步骤：

（1）备料：将聚氨酯预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机的罐A中，加热至60～90℃，抽真空至余压小于500Pa，脱泡15～30分钟后备用；将扩链剂移至聚氨酯弹性体浇注机的罐B中，加热至65～120℃，抽真空至绝对压力小于500Pa，脱泡30～60分钟后备用；按扩链系数计算聚氨酯预聚体与扩链剂质量的比例；

扩链剂质量W＝聚氨酯预聚体质量×单位质量聚氨酯预聚体中异氰酸根基含量×扩链剂常数×扩链系数；

（2）离心浇注：将金属管于90～130℃预热30～120min，放进离心机中，70～120℃进行保温；启动浇注机对金属管的内表面进行浇注，同时启动离心机，边浇注边离心成型，浇注完后继续保温离心5～30分钟，得到复合管；

（3）二段硫化：将步骤（2）的复合管于100～130℃处理8～20小时，得到聚氨酯弹性体内衬金属复合输送管；

步骤（1）中：

所述的聚氨酯预聚体优选采用以下方法制备：将100重量份低聚物多元醇和1.4～5.1重量份纳米填料投入反应釜中，加热至110～130℃，抽真空至绝对压力小于500Pa，脱水2～3小时，降温至50～80℃后投入21.6～93.2重量份异氰酸酯，升温至70～90℃反应2～3小时，得到聚氨酯预聚体；

所述的低聚物多元醇为平均分子量500～8000的羟基封端的低聚物多元醇，优选为平均分子量500～4000的低聚物多元醇；

所述的低聚物多元醇更优选为平均分子量500～2000的聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇和聚己二酸乙二醇酯中的一种或至少两种混合物；

所述的纳米填料优选为蒙脱土、白炭黑和碳酸钙中的一种或两种；纳米填料可以增强聚氨酯的耐磨、耐切割、耐腐蚀性能，减少聚氨酯材料的热膨胀系数；

所述的异氰酸酯为脂环族异氰酸酯、芳脂族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯中的一种，优选为平均官能度为2的芳香族异氰酸酯；

所述的异氰酸酯更优选为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和3,3′-二甲基-4,4′-联苯二异氰酸酯中的一种；

所述的扩链剂为醇类扩链剂或胺类扩链剂，扩链系数为0.9～1.0；

所述的醇类扩链剂优选为1,4-丁二醇或氢醌-双（β-羟乙基）醚；

所述的胺类扩链剂优选为3,5-二甲硫基甲苯二胺或3,3′二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷；

所述的单位质量预聚体中异氰酸根基含量按照HG-T 2409标准进行测定；

步骤（2）中：

所述的金属管优选采用以下方法进行预处理：将金属管内表面进行喷砂、溶剂除油脱脂处理，然后均匀浸涂胶粘剂溶液，室温停放30～60分钟，再放入100～130℃烘箱中烘30～60分钟，即可用于浇注；

所述的金属管优选为铁管；

所述的浸涂的厚度优选为20～30μm；

所述的胶粘剂溶液优选采用以下方法制备：将20～40重量份的胶粘剂加入60～80重量份的混合溶剂中，搅拌均匀，得到胶粘剂溶液；

所述的胶粘剂优选为开姆洛克213、Thixon406、西邦48C和罗门哈斯422中的一种；