專利名稱：成品油管道修復用導靜電內襯及其制造方法
技術領域：
本發明屬于管道工程領域，具體是ー種成品油管道修復用導靜電內襯及其制造方法。主要用于成品油管道系統和化工管道系統等。
背景技術：
環氧樹脂作為防腐蝕材料不但具有密實、抗水、抗滲漏好、強度高等特點，同時具有附著力強、常溫操作、固化成型性能優異、施工簡便等良好的エ藝性，而且價格適中。是目前在非開挖管道修復エ藝中廣泛使用的ー種材料，可以使用在現代城市給排水、原油管道等的修復等領域的工程中。但是隨著管道非開挖修復技術的發展，應用于成品油管道修復的內襯材料對其自 身的導靜電性能要求越來越高。以噴氣燃料為例，在很多情況下要求通過管道加注到飛機 上的油品電導率在50 450pS/m,而環氧樹脂本身是ー種良好的具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料，用其對舊成品油輸送管道進行修復后，油品流速増大，內摩擦増大，與原來的鋼質管線相比，現有的內襯修復層很容易導致靜電積聚而無法消散到周圍環境中，使加注到飛機上的油品的電導率不合格，給飛機的飛行安全帶來嚴重的隱患。目前，通用的提高環氧樹脂材料導靜電性能的方法是往材料中加入炭黑、鉄粉等導電性物質，但這種方法受導電填料自身性能的限制很大，而且還會使固化后的材料物理機械性能不能達標，不具有可行性。目前國際上還沒有專門用于成品油管道修復用的以環氧樹脂為基體的導靜電型內襯材料。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，結合現代納米技術的研究進展，提供一種具有高效導靜電性的成品油管道修復用導靜電內襯層及其制造方法。在保證材料物理機械性能的基礎上，提高成品油管道修復內襯材料的導靜電性能。本發明是以如下技術方案實現的一種成品油管道修復用導靜電型內襯，它包括和成品油管道配合的管狀的表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯弾性體和從外表面浸津入其上的導靜電型內襯漿料；所述的導靜電型內襯漿料是將下述質量份的各組分充分混合均勾后制成環氧樹脂70-80份玻璃纖維10-20份云母改性碳納米管5_10份酸酐20-40份。所述的環氧樹脂為E6101型環氧樹脂。所述的錦綸纖維是TPU-錦綸纖維。上述成品油管道修復用導靜電型內襯的制造方法，具體步驟如下(I)先將表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯彈性體制成管形；
(2)制備導靜電型內襯漿料將云母復合的納米碳管填料按配方比例添加到環氧樹脂中，加入玻璃纖維增強材料，然后再加入高溫固化劑，充分混合均勻后得導靜電型內襯漿料；(3)將管狀的表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯弾性體材料浸津在導靜電型內襯衆料中，并充分浸潤；(4)然后將浸津有導靜電型內襯漿料的管狀熱塑性聚氨酯弾性體的一端封閉，置于待修復管道中，在另一端在不小于O. 3Mpa的壓カ下充入100-120°C的水蒸氣體并使其使其固化成型并緊密結合在管道內壁上。本發明中使用了 E6101環氧樹指，其環氧值高，固化后產品強度大，化學性質穩定，耐油、酸和堿的腐蝕，具有優異的機械強度、表面硬度、阻氣性、耐有機溶劑性，固化溫度
范圍可從O 180°C，粘附性強，收縮率低等特性。采用的酸酐固化劑具有固化溫度高，固化時間可控制和便于施工的特點。本發明中使用了熱塑性聚氨酯弾性體(TPU)作基材，是用于管道非開挖修復內襯材料基體。TPU的主要特性有硬度范圍廣，可以通過改變TPU各反應組分的配比，可以得到不同硬度的產品，而且隨著硬度的増加，其產品仍保持良好的弾性和耐磨性。機械強度高，!PU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出。耐寒性突出，TPU的玻璃態轉變溫度比較低，在零下35度仍保持良好的弾性、柔順性和其他物理性能。耐油、潤滑油及脂肪族碳氫溶劑性能突出。可有效解決基材料與成品油中烴類化合物的相溶問題。本發明中使用了錦綸織物纖維增強，經過專門設計，在厚度、弾性、強力、彈性模量等方面全部符合使用要求，在保證修復效果的同時，有效地增加了固化后材料的強度。本發明中使用了酸酐為固化劑，材料在較高的溫度下發生固化，因此能夠在常溫下給予較長的施工時間，避免因材料過早固化造成施工困難。本發明中使用了云母改性納米碳管作填料。碳納米管是ー種化學性質穩定的永久性導電材料。其離域大η鍵使電荷很容易在表面移動，直徑和端頭納米尺寸的隧道效應顯著，極有利于釋放所攜帯的靜電荷，具有優異的機械及電子性能。通過云母改性的碳納米管之間距離可以控制在數微米到數十微米，克服了普通納米材料容易聚集、分散困難難題，使碳納米管在基料中易于分散，添加很少量就能達到導靜電技術要求，而且還能有效地降低使用成本。本發明的有益效果是與現有以環氧樹脂為基材的管道修復材料相比，具有良好的物理機械性能、耐腐蝕性、抗老化性，同時具有良好的導靜電性能，可有效降低因材料與油品內摩擦造成的靜電積聚現象，保證加注到飛機上成品油電導率符合國家標準的要求，確保飛行安全。也可用于化工原料輸送等其他對導靜電性能要求嚴格的場合，用途較為廣泛。
具體實施例方式下面結合實施例進ー步說明本發明的技術方案和效果。原料Ε6101環氧樹脂80份，酸酐40份，玻璃纖維20份，云母改性碳納米管10份；TPU-錦綸纖維復合材料。
制造方法將云母復合的云母改性碳納米管填料按配方所要求比例添加到E6101環氧樹脂中，加入玻璃纖維增強材料，然后再加入高溫固化劑酸酐，充分混合均勻后，用其將管狀的表面附著TPU-錦綸纖維的熱塑性聚氨酯弾性體充分浸潤，管狀熱塑性聚氨酯彈性體需與待處理管道內徑匹配；然后將其一端封閉，反轉后置于待修復管道中，從另一端用壓カ不小于O. 3Mpa，120°C的高壓水氣體壓入并使其在待修復的管道內不斷向前延伸擴展，并與管壁充分接觸，10小時后在上述壓カ與溫度下固化成型并與管道內壁牢固結合成一體；并形成一層由環氧樹脂為基體構成的具有導靜電性能的高分子修復層。可耐輸送壓カ 不小于I. 5Mpa。經檢測，粘結強度不小于O. 70pa，抗拉強度不小于20pa，抗壓強度不小于50Mpa，抗彎強度不小于16Mpa，體積電阻不大于IO6 Ω . cm,表面電阻不大于IO6 Ω . cm。
權利要求
1.一種成品油管道修復用導靜電型內襯，其特征在于它包括和成品油管道配合的管狀的表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯彈性體和從外表面浸津入其上的導靜電型內襯漿料；所述的導靜電型內襯漿料是將下述質量份的各組分充分混合均勻后制成 環氧樹脂70-80份 玻璃纖維10-20份 云母改性碳納米管5-10份 酸酐20-40份。
2.根據權利要求I所述的成品油管道修復用導靜電型內襯，其特征在于所述的環氧樹脂為6101型環氧樹脂。
3.根據權利要求I所述的成品油管道修復用導靜電型內襯，其特征在于所述的錦綸纖維是TPU-錦綸纖維。
4.一種制造權利要求I所述的成品油管道修復用導靜電型內襯的方法，其特征在于，具體步驟如下 (1)先將表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯彈性體制成管形； (2)制備導靜電型內襯漿料將云母復合的納米碳管填料按配方比例添加到環氧樹脂中，加入玻璃纖維增強材料，然后再加入高溫固化劑，充分混合均勻后得導靜電型內襯漿料； (3)將管狀的表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯彈性體材料浸津在導靜電型內襯漿料中，并充分浸潤； (4)然后將浸津有導靜電型內襯漿料的管狀熱塑性聚氨酯彈性體的一端封閉，置于待修復管道中，從另一端以不小于O. 3Mpa的壓力下充入100-120°C的水蒸氣體并使其使其固化成型并緊密結合在管道內壁上。
全文摘要
本發明公開了一種成品油管道修復用導靜電型內襯及其制造方法，屬材料科學領域。它包括和成品油管道配合的管狀的表面附著錦綸纖維的熱塑性聚氨酯彈性體和從外表面浸津入其上的導靜電型內襯漿料；所述的導靜電型內襯漿料是將下述質量份的各組分充分混合均勻后制成環氧樹脂70-80份，玻璃纖維10-20份，云母改性碳納米管5-10份，酸酐20-40份。有益效果是，能夠有效解決現有環氧樹脂內襯材料的導靜電性能不佳的問題。其體積電阻和表面電阻小于106Ω.cm。本發明的材料可廣泛應用于各類成品油管線非開挖修復工程中的導靜電型內襯材料。
文檔編號C08G59/42GK102807736SQ201210309050
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者朱煥勤, 張永國, 孫元寶, 王立, 楊士釗 申請人:中國人民解放軍空軍勤務學院