[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

说明书

本发明提供一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道及其制备方法，所述耐高温无机纤维管道包括内衬层、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，所述无机纤维为石英纤维、玄武岩纤维、花岗岩纤维或高铝型陶瓷纤维锆盾纤维。无机纤维和基于石墨烯与聚乙烯的多功能胶黏剂共同作用，赋予管道优异的耐高压、耐高温性能和防火阻燃性能。

技术领域

本发明涉及一种绿色健康耐高温多功能管道技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道及其制备方法。

背景技术

管道被普遍应用于建筑管道、石油、电力、化工、造纸、城市给排水、工厂污水处理、海水淡化、煤气输送管网等行业。同时，压力管道涉及各行各业，由于输送介质流速快，流量大，输送介质临时继续对管壁产生冲击、磨损、腐蚀等使耐高温管道发生疲劳致使渐渐被磨穿，对它的安全需求至关重要。传统的钢制管道和塑料管道耐腐蚀性、耐火耐高温性、耐候性较差，已无法满足当前需求。特别对一些腐蚀性强、气候恶劣、流动性差和高温流体，无法保证其运输安全。

目前，出现了多种复合管道，例如，利用热塑性高分子材料和纤维复合的纤维增强管；利用高分子材料和钢材复合的钢衬四氟管道、聚乙烯复合管等。这些复合管道都一定程度上提高了其耐高温性能，但是还是无法达到现在越来越高的使用要求，且这些复合管的耐腐蚀性能较差，限制了在实际生产过程中的使用。

申请号200910075795.1公开了一种自高温耐高温输油管道及其制备方法，由玻璃纤维和环氧树脂构成加热层，碳纤维环氧树脂构成加热层，实现了保温和耐高温的功能，但是耐高温和阻燃性能还有待提高。申请号201310023074.2的发明专利公开了一种连续纤维增强热塑性复合高压管道，内壁和外壁分别由热塑性树脂材料制成；中间层是由多层纤维树脂层热塑复合而成的连续纤维树脂增强层，具有较高的加热性能和更强的抗冲击性能，但是还是不能满足现代生产对耐高温性能越来越高的需求，且在提高防腐和防火性能上没有涉及。

发明内容

本发明的发明目的之一是，针对上述问题，提供一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道，采用无机纤维缠绕形成纤维增强层，采用基于石墨烯与聚乙烯的多功能胶黏剂固化形成内衬层和保护层，增强了管道的耐高温性能，同时，防腐和防火性能也得到了相应提高。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于石墨烯的耐高温无机纤维管道，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、花岗岩纤维或高铝型陶瓷纤维锆盾纤维。

作为一种优选的方案，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