一种由复合材料制成的桥梁缆索套管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及桥梁的缆索领域，更具体的说设及一种桥梁的缆索的防腐蚀套管，本 发明还设及一种桥梁的缆索防腐蚀套管的制备方法。
【背景技术】
[0002] 桥梁的缆索是现代大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥和拱吊桥的主要承重结构，也可 W说是桥梁的生命索。缆索长期承受动载和静载，暴露在风雨、潮湿和污染空气的环境中， 既受"应力腐蚀"、"疲劳腐蚀"，又受"金属腐蚀"作用，很容易遭受腐蚀破坏，一旦发生腐蚀， 后果不堪设想。国内外已有桥梁缆索破坏失效的实例，引起的安全事故和经济损失是非常 严重的，必须对缆索进行防腐保护。目前，桥梁缆索索体防护主要是类似于电线电缆技术的 防护方法，如热挤高密度聚乙締护套防护的平行钢丝索、高密度聚乙締套管防护的平行钢 绞线索。在实际使用中，由于聚乙締逐步吸收太阳光中的紫外线，导致高分子材料的主链断 裂，W及引起一系列的氧化降解反应，其防护时间一般为20~30年。此外，考虑到换索、缠 包、涂装维护和维修成本较大，很难达到桥梁缆索护套设计提出的50年寿命的使用要求。
[0003] 防腐蚀涂料长期W来一直是简单方便的防腐蚀方法，它不仅防止结构腐蚀，而且 具有美化外观的作用。随着现代工业的发展，目前环氧树脂涂料、聚氨醋涂料、氣碳漆、工程 聚硅氧烷涂料、富锋漆和玻璃鱗片涂料W及聚脈涂料等重防腐涂料已逐步开发并被广泛应 用，为新型涂料涂装防护系统应用提供了基本条件。其中，喷涂聚脈弹性体(SPUA)是W异氯 酸醋类化合物和胺类化合物(氨基扩链剂)反应生成的，一种新型高效的，W双组份、喷涂施 工为主的，快速凝胶的一类弹性体防腐材料，具有较好的物理力学性能，拉伸强度、耐磨性 能、抗冲击性、耐化学腐蚀性和防水性能优异。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种防腐蚀桥梁缆索套管，利用高密度聚乙締和聚脈的线膨 胀系数接近，制备成复合材料套管，大大改善聚乙締材料耐磨和耐老化性能，延长桥梁缆索 系统的使用寿命。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种由复合材料制成的桥梁缆索套管的制备方法。
[0006] 本发明的一种桥梁缆索套管，套管由=层材料复合而成，其中内层为聚乙締，中间 层为聚乙締接枝物，外层为聚脈涂层。
[0007] 本发明的桥梁缆索套管，所述的聚乙締接枝物为马来酸酢接枝聚乙締、甲基丙締 酸缩水甘油醋接枝聚乙締、丙締酸接枝聚乙締或甲基丙締酸甲醋接枝聚乙締。
[000引本发明的桥梁缆索套管，所述的聚脈为聚天冬氨酸脂聚脈。
[0009] 本发明的桥梁缆索套管，所述的所述的聚乙締层厚度为l-4mm。
[0010] 本发明的桥梁缆索套管，其中，所述的所述聚脈涂层厚度为0.1-lmm。
[0011] 本发明的桥梁缆索套管，其中，所述中间层聚乙締接枝物厚度为0.1-0.8mm。
[0012] 本发明的桥梁缆索套管的制备方法，包括W下步骤：
[0013] a.通过双螺杆挤出机热挤聚乙締套管，其中溫度控制在150-200°c，挤出后的聚乙 締套管呈中空型，壁厚在
[0014] b.在聚乙締套管刚挤出，还没冷却的状态下，在聚乙締套管表面接着热挤一层聚 乙締接枝物；
[0015] C.在聚乙締接枝物表面喷涂聚脈，然后把所制复合套管放置在真空烘箱中，50-120 °C固化20-48小时。
[0016] 本发明具有W下有益效果：
[0017] 本发明利用高密度聚乙締和聚脈的线膨胀系数接近，制备成复合材料套管，大大 改善聚乙締材料耐磨和耐老化性能，延长桥梁缆索系统的使用寿命。
[0018] 本发明中，首先选用聚乙締接枝物作为中间层，利用其极性可W很好地把聚乙締 和聚脈复合。克服了由于聚乙締分子链呈非极性或低极性，分子链结构中既没有可W与其 他聚合物反应的官能团，也难W形成氨键。因此，如果直接在聚乙締上喷涂聚脈，很难能够 实现两者的粘合。
[0019] 本发明工艺流程简单，对设备要求不高，反应平稳，无副产物，清洁环保，基本没有 污染。
【附图说明】
[0020] 附图为本发明的桥梁缆索套管示意图。
[0021] 图中，1为聚乙締内层，2为聚乙締接枝物中间层，3为外层，聚脈涂层。
【具体实施方式】
[0022] W下通过实施例对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是W下实施 例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟 练人员根据上述本
【发明内容】
对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护 范围。
[0023] 实施例
[0024] 称取一定量1#8920高密度聚乙締化DPE)，陶氏化学，通过双螺杆挤出机热挤聚乙 締套管，其中溫度控制在150-200°C，挤出后的聚乙締套管呈中空型，壁厚在
[0025] 在聚乙締套管刚挤出，还没冷却的状态下，在聚乙締套管表面接着热挤一层马来 酸酢接枝聚乙締 (BASF公司）；
[0026] 将聚天冬氨酸醋聚脈喷涂粘结层表面，然后把所制复合材料套管放置在真空烘箱 中，80°C固化24小时。经过7天，进行剥离强度测试，聚脈涂层粘结剥离强度为6.5MPa。
[0027] 聚天冬氨酸醋聚脈可W市售的商品，也可W按下述方法自制。
[00%]聚天冬氨酸醋聚脈合成步骤：
[00巧]1)将13 .地端氨基聚酸(PTMEG)加入加入S 口瓶中，加热至60-80r，真空脱水1小 时；
[0030] 2)加入15.58g异氯酸醋化12MDI)氮气保护下，加热至80-95°C，反应3小时，然后降 至室溫，即得异氯酸醋预聚体；
[0031] 3)将W上所述异氯酸醋预聚体和28.817g聚天冬氨酸醋(PAE)，由山东远联化工有 限公司提供，加入喷枪设备中，制得聚天冬氨酸醋聚脈。
[0032]为了进行对比，选用6种牌号的高密度聚乙締，分别为：1#8920,陶氏化学；2# 2480NT，陶氏化学；3#TR480，茂名石化;4#7600，燕山石化;5#61OOM，燕山石化;6#4801，独山 子石化;分别加工成型套管，并制成样条，为了考察本发明的聚脈聚乙締多层复合材料对聚 乙締的改性效果，将6种牌号的高密度聚乙締中制得的复合材料套管样条W及相应的空白 样条(只有聚乙締层)进行应力、紫外老化试验。设置老化箱溫度为50(±irC，应力为5MPa， 福照强度为3W/m2。采用重庆奥普光电技术有限公司UM200i型正置透反射金相显微镜对复 合材料W及空白材料老化后表面进行观察，试验W裂纹贯穿样条表面作为结束点。实验结 果如下表所不。
【主权项】
1. 一种桥梁缆索套管，其特征在于，套管由三层材料复合而成，其中内层为聚乙烯，中 间层为聚乙烯接枝物，外层为聚脲涂层。2. 按照权利要求1所述的桥梁缆索套管，其特征在于，其中，所述的聚乙烯接枝物为马 来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯或甲基丙烯酸 甲酯接枝聚乙烯。3. 按照权利要求1所述的桥梁缆索套管，其特征在于，其中，所述的聚脲为聚天冬氨酸 脂聚脲。4. 按照权利要求1所述的桥梁缆索套管，其特征在于，其中，所述的聚乙烯层厚度为1-4mm 〇5. 按照权利要求1所述的桥梁缆索套管，其特征在于，其中，所述聚脲涂层厚度为0.1-lmm〇6. 按照权利要求1所述的桥梁缆索套管，其特征在于，其中，所述中间层聚乙烯接枝物 厚度为〇. 1_〇. 8mm。7. -种权利要求1所述的桥梁缆索套管的制备方法，包括以下步骤： a. 通过双螺杆挤出机热挤聚乙烯套管，其中温度控制在150-200°C，挤出后的聚乙烯套 管呈中空型，壁厚在 b. 在聚乙烯套管刚挤出，还没冷却的状态下，在聚乙烯套管表面接着热挤一层聚乙烯 接枝物； c. 在聚乙烯接枝物表面喷涂聚脲，然后把所制复合套管放置在真空烘箱中，50-120Γ 固化20-48小时。
【专利摘要】本发明公开了一种桥梁缆索套管及其制备方法，套管由三层材料复合而成，其中内层为聚乙烯，中间层为聚乙烯接枝物，外层为聚脲涂层。通过双螺杆挤出机热挤聚乙烯套管，其中温度控制在150-200℃，挤出后的聚乙烯套管呈中空型，还没冷却的状态下，在聚乙烯套管表面接着热挤一层聚乙烯接枝物；在聚乙烯接枝物表面喷涂聚天冬氨酸酯聚脲，然后把所制复合套管放置在真空烘箱中，50-120℃固化20-48小时。本发明利用高密度聚乙烯和聚脲的线膨胀系数接近，制备成复合材料套管，大大改善聚乙烯材料耐磨和耐老化性能，延长桥梁缆索的使用寿命。
【IPC分类】E01D19/16
【公开号】CN105603874
【申请号】CN201610015060
【发明人】任显诚, 罗大富
【申请人】四川大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月8日