[发明专利]一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法

说明书

一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法，涉及管材表面涂层制备技术领域。利用氨基为端基的硅烷偶联剂和微米、纳米金刚石粉体进行预处理，并在超支化聚酯中形成水性分散体，再与水性聚异氰酸酯复合后涂覆在MPP非开挖管表面，从而在MPP非开挖管表面形成高硬度涂层。本发明通过有机/无机复合材料成型法成功地获得了一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层。通过调控不同改性粉体的比例获得硬度可控的改性涂料，继而成功制备出高硬度的MPP非开挖管表面涂层，其具有硬度可控、制造过程安全环保、涂布工艺简单、形貌均一等特点。

技术领域

本发明涉及管材表面涂层制备技术领域，具体是涉及一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法。

背景技术

现代非开挖管技术是在地面不开挖的情况下，通过堪测、探查、导向、定向钻进、铺设地下公共市政管道的一种新型技术。它已经大规模应用于给排水管道、热力管道、输油管道、输气管道、电力电缆管道、通讯管道等所有的市政管道铺设和翻新改造中。应用非开挖管具有施工周期短、施工简单方便、减少对管道施工周围环境、交通、建筑物、绿化以及其他公共设施的破坏和不良影响等诸多优点。

作为非开挖管技术的核心部件，MPP非开挖管，基本为挤出成型聚合物管，其表面和内部化学成分一致，为了保障热熔接驳的需求，管材表面硬度不能太高。在存放、运输、安装过程中容易被工具、载具等划伤，破坏了MPP非开挖管中的聚合物结晶态，成为力学薄弱点和化学薄弱点，从划伤处引发的机械破坏和化学腐蚀会有拓展效应，从而造管材的破坏。

发明内容

本发明针对MPP非开挖管所存在的不足，首先采用化学法处理微米、纳米金刚石粉体，然后利用该粉体来可控制备涂料，最后采用涂覆工艺将其涂覆在MPP管材外，从而获得带抗划伤的高硬度涂层的MPP非开挖管。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法，利用氨基为端基的硅烷偶联剂和微米、纳米金刚石粉体进行预处理，并在超支化聚酯中形成水性分散体，再与水性聚异氰酸酯复合后涂覆在MPP非开挖管表面，从而在MPP非开挖管表面形成高硬度涂层。

进一步地，利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法步骤如下：

①、将纳米或微米金刚石粉体放置于反应管中，加入氨基为端基的硅烷偶联剂、乙醇、水和超支化聚酯，加热混合后，保温进行高速剪切乳化均质搅拌；

②、反应完全后，经过后处理得到改性纳米或微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液；

③、将获得的改性纳米及微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液与水性聚异氰酸酯混合均匀后涂覆在MPP非开挖管表面，得到金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层。

优选地，步骤①中纳米金刚石粉体、微米金刚石粉体、氨基为端基的硅烷偶联剂、乙醇、水、超支化聚酯的质量比为1∶0.1～2∶0.05～0.4∶1～4∶0.2～1∶2～6。

优选地，步骤①中所述纳米金刚石粉体的粒径为80～100nm，微米金刚石粉体的粒径为5～40μm。

优选地，步骤①中所述氨基为端基的硅烷偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合物。

优选地，步骤①中所述超支化聚酯是以乙氧基季戊四醇为核，2,2-二羟甲基丙酸为支化单体的聚合型多官能度超支化聚酯，动力学粘度为3000～4800mPa.s，羟值为260～300mg KOH/g。

优选地，步骤①中加热混合温度为30～60℃，混合时间为5～20min，高速剪切乳化均质搅拌转速为2000～10000rpm，分1～4次搅拌分散，每次时间为2～8min。