专利名称：成品油管道修复用导静电内衬及其制造方法
技术领域：
本发明属于管道工程领域，具体是ー种成品油管道修复用导静电内衬及其制造方法。主要用于成品油管道系统和化工管道系统等。
背景技术：
环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、強度高等特点，同时具有附着力强、常温操作、固化成型性能优异、施工简便等良好的エ艺性，而且价格适中。是目前在非开挖管道修复エ艺中广泛使用的ー种材料，可以使用在现代城市给排水、原油管道等的修复等领域的工程中。但是随着管道非开挖修复技术的发展，应用于成品油管道修复的内衬材料对其自 身的导静电性能要求越来越高。以喷气燃料为例，在很多情况下要求通过管道加注到飞机 上的油品电导率在50 450pS/m,而环氧树脂本身是ー种良好的具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料，用其对旧成品油输送管道进行修复后，油品流速増大，内摩擦増大，与原来的钢质管线相比，现有的内衬修复层很容易导致静电积聚而无法消散到周围环境中，使加注到飞机上的油品的电导率不合格，给飞机的飞行安全带来严重的隐患。目前，通用的提高环氧树脂材料导静电性能的方法是往材料中加入炭黑、鉄粉等导电性物质，但这种方法受导电填料自身性能的限制很大，而且还会使固化后的材料物理机械性能不能达标，不具有可行性。目前国际上还没有专门用于成品油管道修复用的以环氧树脂为基体的导静电型内衬材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，结合现代納米技术的研究进展，提供一种具有高效导静电性的成品油管道修复用导静电内衬层及其制造方法。在保证材料物理机械性能的基础上，提高成品油管道修复内衬材料的导静电性能。本发明是以如下技术方案实现的一种成品油管道修复用导静电型内衬，它包括和成品油管道配合的管状的表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弾性体和从外表面浸津入其上的导静电型内衬浆料；所述的导静电型内衬浆料是将下述质量份的各组分充分混合均勾后制成环氧树脂70-80份玻璃纤维10-20份云母改性碳纳米管5_10份酸酐20-40份。所述的环氧树脂为E6101型环氧树脂。所述的锦纶纤维是TPU-锦纶纤維。上述成品油管道修复用导静电型内衬的制造方法，具体步骤如下(I)先将表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弹性体制成管形；
(2)制备导静电型内衬浆料将云母复合的纳米碳管填料按配方比例添加到环氧树脂中，加入玻璃纤维增强材料，然后再加入高温固化剂，充分混合均匀后得导静电型内衬浆料；(3)将管状的表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弾性体材料浸津在导静电型内衬衆料中，并充分浸润；(4)然后将浸津有导静电型内衬浆料的管状热塑性聚氨酯弾性体的一端封闭，置于待修复管道中，在另一端在不小于O. 3Mpa的压カ下充入100-120°C的水蒸气体并使其使其固化成型并紧密结合在管道内壁上。本发明中使用了 E6101环氧树指，其环氧值高，固化后产品强度大，化学性质稳定，耐油、酸和碱的腐蚀，具有优异的机械强度、表面硬度、阻气性、耐有机溶剂性，固化温度
范围可从O 180°C，粘附性强，收缩率低等特性。采用的酸酐固化剂具有固化温度高，固化时间可控制和便于施工的特点。本发明中使用了热塑性聚氨酯弾性体(TPU)作基材，是用于管道非开挖修复内衬材料基体。TPU的主要特性有硬度范围广，可以通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的増加，其产品仍保持良好的弾性和耐磨性。机械强度高，!PU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。耐寒性突出，TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弾性、柔顺性和其他物理性能。耐油、润滑油及脂肪族碳氢溶剂性能突出。可有效解决基材料与成品油中烃类化合物的相溶问题。本发明中使用了锦纶织物纤维增強，经过专门设计，在厚度、弾性、強力、弹性模量等方面全部符合使用要求，在保证修复效果的同时，有效地增加了固化后材料的強度。本发明中使用了酸酐为固化剂，材料在较高的温度下发生固化，因此能够在常温下给予较长的施工时间，避免因材料过早固化造成施工困难。本发明中使用了云母改性纳米碳管作填料。碳纳米管是ー种化学性质稳定的永久性导电材料。其离域大η键使电荷很容易在表面移动，直径和端头纳米尺寸的隧道效应显著，极有利于释放所携帯的静电荷，具有优异的机械及电子性能。通过云母改性的碳纳米管之间距离可以控制在数微米到数十微米，克服了普通纳米材料容易聚集、分散困难难题，使碳纳米管在基料中易于分散，添加很少量就能达到导静电技术要求，而且还能有效地降低使用成本。本发明的有益效果是与现有以环氧树脂为基材的管道修复材料相比，具有良好的物理机械性能、耐腐蚀性、抗老化性，同时具有良好的导静电性能，可有效降低因材料与油品内摩擦造成的静电积聚现象，保证加注到飞机上成品油电导率符合国家标准的要求，确保飞行安全。也可用于化工原料输送等其他对导静电性能要求严格的场合，用途较为广泛。
具体实施例方式下面结合实施例进ー步说明本发明的技术方案和效果。原料Ε6101环氧树脂80份，酸酐40份，玻璃纤维20份，云母改性碳纳米管10份；TPU-锦纶纤维复合材料。
制造方法将云母复合的云母改性碳纳米管填料按配方所要求比例添加到E6101环氧树脂中，加入玻璃纤维增强材料，然后再加入高温固化剂酸酐，充分混合均匀后，用其将管状的表面附着TPU-锦纶纤维的热塑性聚氨酯弾性体充分浸润，管状热塑性聚氨酯弹性体需与待处理管道内径匹配；然后将其一端封闭，反转后置于待修复管道中，从另一端用压カ不小于O. 3Mpa，120°C的高压水气体压入并使其在待修复的管道内不断向前延伸扩展，并与管壁充分接触，10小时后在上述压カ与温度下固化成型并与管道内壁牢固结合成一体；并形成一层由环氧树脂为基体构成的具有导静电性能的高分子修复层。可耐输送压カ 不小于I. 5Mpa。经检测，粘结强度不小于O. 70pa，抗拉强度不小于20pa，抗压强度不小于50Mpa，抗弯强度不小于16Mpa，体积电阻不大于IO6 Ω . cm,表面电阻不大于IO6 Ω . cm。
权利要求
1.一种成品油管道修复用导静电型内衬，其特征在于它包括和成品油管道配合的管状的表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弹性体和从外表面浸津入其上的导静电型内衬浆料；所述的导静电型内衬浆料是将下述质量份的各组分充分混合均匀后制成 环氧树脂70-80份 玻璃纤维10-20份 云母改性碳纳米管5-10份 酸酐20-40份。
2.根据权利要求I所述的成品油管道修复用导静电型内衬，其特征在于所述的环氧树脂为6101型环氧树脂。
3.根据权利要求I所述的成品油管道修复用导静电型内衬，其特征在于所述的锦纶纤维是TPU-锦纶纤维。
4.一种制造权利要求I所述的成品油管道修复用导静电型内衬的方法，其特征在于，具体步骤如下 (1)先将表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弹性体制成管形； (2)制备导静电型内衬浆料将云母复合的纳米碳管填料按配方比例添加到环氧树脂中，加入玻璃纤维增强材料，然后再加入高温固化剂，充分混合均匀后得导静电型内衬浆料； (3)将管状的表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弹性体材料浸津在导静电型内衬浆料中，并充分浸润； (4)然后将浸津有导静电型内衬浆料的管状热塑性聚氨酯弹性体的一端封闭，置于待修复管道中，从另一端以不小于O. 3Mpa的压力下充入100-120°C的水蒸气体并使其使其固化成型并紧密结合在管道内壁上。
全文摘要
本发明公开了一种成品油管道修复用导静电型内衬及其制造方法，属材料科学领域。它包括和成品油管道配合的管状的表面附着锦纶纤维的热塑性聚氨酯弹性体和从外表面浸津入其上的导静电型内衬浆料；所述的导静电型内衬浆料是将下述质量份的各组分充分混合均匀后制成环氧树脂70-80份，玻璃纤维10-20份，云母改性碳纳米管5-10份，酸酐20-40份。有益效果是，能够有效解决现有环氧树脂内衬材料的导静电性能不佳的问题。其体积电阻和表面电阻小于106Ω.cm。本发明的材料可广泛应用于各类成品油管线非开挖修复工程中的导静电型内衬材料。
文档编号C08G59/42GK102807736SQ201210309050
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者朱焕勤, 张永国, 孙元宝, 王立, 杨士钊 申请人:中国人民解放军空军勤务学院