[发明专利]一种管道用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种管道用玻璃纤维浸润剂，浸润剂非水部分的总质量占浸润剂总质量的5.5％～7.5％，余量为水；浸润剂中各组分非水部分的质量占浸润剂非水部分的总质量的百分比表示如下：硅烷偶联剂5％～25％；成膜剂50％～85％；润滑剂3％～20％；表面活性剂2％～15％；抗老化剂1％～10％；pH值调节剂1％～10％。采用该浸润剂生产的玻璃纤维纱线集束性好、毛羽少，非常适合于高张力下的缠绕过程；在环氧树脂中浸透快速、完全；与环氧树脂的相容性非常好，制备出的复合材料管道具有非常优异的力学性能以及极佳的耐水煮性能。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维浸润剂技术领域，尤其涉及一种管道用玻璃纤维浸润剂及其制备方法和应用。

背景技术

石化能源对于工业化而言非常重要。在工业化的开始阶段，石化能源就占据了非常重要的位置；在上个世纪20年代，油田开采迎来了第一个井喷期。原油的输送基本上通过管道完成，最早的高压管道主要以钢铁为主体，但是在使用过程中存在腐蚀问题，而且钢铁密度大不利于施工安装。上个世纪50年代，油田项目中陆续出现了复合材料管道；相比于传统的钢铁管道，复合材料管道具有优良的耐腐蚀性能、高耐久性、轻质高强和安装维修方便等特点；解决了油田钢管存在的严重腐蚀问题，与其它防腐蚀措施对比，综合成本低，技术经济效益好。

随着石化能源的大规模开采以及使用，世界上越来越多的油田已经过了丰产期，很多的油田已经进入了二次开采甚至三次开采阶段。到目前为止，油田的二次开采主要以向油田中注水使得原油富集再开发为主。在向油田注水的过程中新建大量的管道用于水的输送，这些管道要求能耐一定的高压以确保水的流量和注入时的压力，因而复合材料高压管道在近几年迎来了大发展，据统计，大庆油田需要新增注水管道500km，因而复合材料高压管道未来前景被广泛看好。

复合材料管道由于是由玻璃纤维和树脂基体两相组成，存在界面，像石油管道长期暴露在室外或者深埋地下会受到水分长期的影响，这些水分在长期作用下会渗透到玻璃纤维与树脂基体的界面之间而影响和破坏玻璃纤维与树脂的界面结合作用，从而导致管道整体的性能下降，严重的甚至会出现破裂、泄露等问题。高压输水管道由于长期浸泡在水中，这方面的影响会更大。因而提高复合材料管道的长期耐水性能是高压管道领域重点关注以及迫切需要解决的问题。

目前几乎所有大型的高压管道生产商以及玻璃纤维生产公司都想解决这个问题，但是都没有成熟的方案来完全解决这个问题。由于长期浸水观察管道破坏情况需要很长的时间，所以目前主流的测试方法就是对水进行升温来加速这个过程，这个方法已经被几乎所有的大管道公司所使用。目前行业领域内已经达成共识，即提升玻璃纤维与树脂基体之间的界面结合作用能充分地防止水分的渗透以及水分对于界面结合的破坏作用。因而，如何通过优化调整浸润剂配方以提高玻璃纤维与树脂的界面结合，最终提高管道耐水煮性能具有非常重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种管道用玻璃纤维浸润剂，采用该浸润剂生产的玻璃纤维纱线集束性好、毛羽少，非常适合于高张力下的缠绕过程；在环氧树脂中浸透快速、完全；与环氧树脂的相容性非常好，制备出的复合材料管道具有非常优异的力学性能以及极佳的耐水煮性能。

根据本发明的一个方面提供一种管道用玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂包含硅烷偶联剂、成膜剂、润滑剂、表面活性剂、抗老化剂、pH值调节剂和水；其中，所述浸润剂非水部分的总质量占所述浸润剂总质量的5.5％～7.5％，余量为水；

所述浸润剂中各组分非水部分的质量占所述浸润剂非水部分的总质量的百分比表示如下：

硅烷偶联剂 5％～25％：

成膜剂 50％～85％；

润滑剂 3％～20％；

表面活性剂 2％～15％；

抗老化剂 1％～10％：