[发明专利]一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道，其特征在于，包括内衬层、纤维增强层和外保护层，所述内衬层和外保护层分别由耐高温胶粘材料制成；所述纤维增强层是由无机纤维缠绕形成的网状结构；

所述耐高温胶粘材料为基于石墨烯与聚乙烯的多功能胶黏剂，按照重量份包括以下组分：

石墨烯10～30份、聚乙烯树脂40～80份、酚醛树脂30～100份、阻燃剂1～10份、氢氧化铝10～30份、二氧化硅10～50份、硼酸镁晶须1～20份、玻璃纤维1～6份、甲基乙烯基硅橡胶30～60份、气相白炭黑5～20份、环氧树脂5～30份、季戊四醇硬脂酸酯0.1～2份、苯氧基聚磷腈弹性体10～30份、阻燃母料10～30份、抗氧剂736 为1～3份、丙烯1～10份、1-丁烯1～10份、1-己烯1～10份、硬脂酸1～3份；

所述无机纤维为石英纤维、玄武岩纤维或花岗岩纤维；

所述石英纤维、玄武岩纤维和花岗岩纤维分别是由以下重量份的组分制成：花岗岩/石英/玄武岩 70～90份、碳酸盐 1～30份和硫酸盐 1～10份、石墨烯1～15份。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道,其特征在于，所述基于石墨烯与聚乙烯的多功能胶黏剂，按照重量份包括以下组分：石墨烯10份、聚乙烯树脂40份、酚醛树脂30份、阻燃剂1份、氢氧化铝10份、二氧化硅10份、硼酸镁晶须1份、玻璃纤维3份、甲基乙烯基硅橡胶40份、气相白炭黑5份、环氧树脂10份、季戊四醇硬脂酸酯0.1份、苯氧基聚磷腈弹性体10份、阻燃母料10份、抗氧剂736 为3份、丙烯1份、1-丁烯1份、1-己烯1份、硬脂酸1份。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道,其特征在于，所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸钙中的一种或多种，所述硫酸盐为硫酸钙、硫酸钠和硫酸镁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道,其特征在于，所述阻燃母料按重量百分比包括以下组分：三氧化二锑10～20%、氢氧化铝0.05～10%、二氧化硅0.05～25%、玻璃纤维3～15%、聚乙烯蜡0.05～6%、高压聚乙烯20～50%、石墨烯5～20%。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道,其特征在于，所述无机纤维的直径为5～40微米。

6.一种权利要求1-5任一所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：

（一）纤维增强层制备

1）将花岗岩/石英/玄武岩与碳酸盐、硫酸盐和石墨烯混合送入熔炉内，并高温融化成熔融液；

2）熔融液通过陶瓷漏板高速拉制或金属喷嘴直接喷出而成无机纤维；

3）在步骤2）的无机纤维表面均匀涂覆一层浸润剂；

4）将无机纤维送入烘箱内进行分段式烘干，前段烘干从20～30℃升温到85～90℃，随后以85～90℃的温度保温50～60min；中段烘干从85～90℃升温到100～105℃，随后以100～105℃保温85～95min；后段烘干从100～105℃升温到110～120℃，以110～120℃保温140～160min，以将纤维表面上的水分彻底蒸干，从而制得无机纤维；

5）将制备的无机纤维缠绕成网状制成纤维增强层；

（二）内衬层、保护层制备

将所述基于石墨烯与聚乙烯的多功能胶黏剂通过成形挤出设备浇淋在所述纤维增强层上，挤出成型，固化形成内衬层和保护层。

7.根据权利要求6所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道制备方法,其特征在于，步骤1）中，融化温度为1000～1450℃。

8.根据权利要求6所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道的制备方法,其特征在于，步骤2）中，所述金属喷嘴为铂铑合金喷嘴。

9.根据权利要求6所述的基于石墨烯的耐高温无机纤维管道的制备方法,其特征在于，步骤5）中，无机纤维缠绕方式为环状缠绕或螺旋缠绕。