一种聚甲醛复合材料及其在制备金属管道内衬中的应用
【专利摘要】本发明公开了一种聚甲醛复合材料及其在制备金属管道内衬的应用方法，聚甲醛复合材料，以重量百分比计,包括以下组分：共聚甲醛树脂：82.15％?88.57％，聚丙烯：8.21％?8.86％，热塑性聚氨酯：1.77％?8.21％，甲醛捕捉剂：0.16％?0.18％，抗氧剂：0.32％?0.36％，滑剂：0.16％?0.18％，增容剂：0.16％?0.74％；所述聚甲醛复合材料为微米级60?1000μm尺寸的粉末。采用深冷磨粉法将聚甲醛复合材料研磨成微米级粉末，并采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。本发明方法应用于各种金属管件内衬的制造，具有成型快、成本低、操作简便、耐磨损、耐化学品种多、防腐效果好等优点，同时采用粉末状聚甲醛材料可以提高内衬层表面光滑度，避免开裂、气泡等发生，使内衬层质量提高显著。
【专利说明】
一种聚甲醛复合材料及其在制备金属管道内衬中的应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种聚甲醛复合材料及其在金属管道内衬的应用方法，尤其是一种经过复合改性的粉末状聚甲醛材料，应用旋转熔融成型法制备金属管道内衬的方法。
【背景技术】
[0002]采用侯氏联合制碱法生产工艺中，管道输送介质为温度较高的饱和氯化铵溶液，由于溶液呈弱酸性且含有大量的氯离子，使得该溶液对金属管道具有极强的电化学腐蚀，这对生产装置的长周期稳定运行产生了极大影响。
[0003]聚甲醛材料具有价格低廉，比刚度和比强度高，使用温度高、范围广，耐腐蚀性优秀，以及耐摩擦磨损性好等优点，可应用于金属管道防腐蚀内衬的使用。
[0004]但是由于颗粒状聚甲醛材料在加工熔融温度高、范围窄，出现颗粒材料不能完全熔融、熔融受热不均而引发聚甲醛分子高温分解、熔体内部出现气泡、熔体表面收缩，造成表面粗糙开裂等现象。不能较好的实现加工成型。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚甲醛复合材料及其在制备金属管道内衬的应用方法，克服现有技术中在成型加工制备金属管道内衬时，出现材料熔融不均、材料受高温分解产生气泡，熔体表面收缩，造成表面粗糙开裂等问题。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0007]共聚甲醛树脂:82.15%-88.57 %，聚丙烯:8.21%-8.86%，热塑性聚氨酯:I.77 % -8.21 %，甲醛捕捉剂:0.16%-0.18%,抗氧剂:0.32 %-0.36 % ,滑剂:0.16%-
0.18 %，增容剂:0.16 % -0.74 % ;所述聚甲醛复合材料为微米级60-1 ΟΟΟμπι尺寸的粉末。
[0008]所述共聚甲醛树脂可以包括高流动性共聚甲醛(Μ270)、通用型共聚甲醛(Μ90)、高粘度共聚甲醛(Μ25)、均聚甲醛等所有聚甲醛牌号产品，优选的采用牌号为Μ270的高流动性共聚甲醛，优点是比其他聚甲醛牌号的流动性更好，熔融指数可以达到27g/10min左右。
[0009]热塑性聚氨酯可以包括192、385、345、359、460、150等所有聚氨酯牌号产品，优选采用牌号为359的高韧性热塑性聚氨酯。
[0010]采用聚丙烯的优点是:聚丙烯具有优异的耐溶剂性、流动性、电绝缘性、化学稳定性以及极好的长期耐温性能和抗内压性能。
[0011 ]所述甲醛捕捉剂为聚氰胺、尿素和三聚氰胺中的一种。
[0012]所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂245、抗氧剂1010和季戊四醇酯中的一种。
[0013]所述增容剂为偶联剂和稀释剂的混合物，所述的偶联剂和稀释剂的质量比为0.2-
0.6。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种;所述稀释剂为白油、丙二醇和异戊醇中的一种。
[0014]所述滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酰胺和十八烷基芥酸酰胺中的一种。
[0015]聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬中的应用，采用旋转熔融成型方法，通过调整生产工艺，制备金属管道防腐内衬层，包括如下步骤:
[0016](I)按照设计要求对金属管内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0017](2)将标准化预处理的金属管在热炉内进行预热，达到设定的加工温度；
[0018](3)将温度达到设定加工温度的金属管放置于旋转辊筒上定位；
[0019](4)采用放料器，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管内；
[0020](5)开动电机，依靠皮带使辊筒旋转，从而带动金属管旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层。
[0021]所述步骤(2)金属管加热温度为180-280°C;所述步骤(4)聚甲醛复合材料添加量为0.l_5kg/m;步骤(5)金属管在棍筒上的转速小于500r/min;控制金属管旋转时间为5-30mino
[0022]本发明的有益效果是:本发明所提供的一种聚甲醛复合材料及其在制备金属管道内衬的应用方法，可以应用于各种金属管件内衬的制造，具有成型快、成本低、操作简便、耐磨损、耐化学品种多、防腐效果好等优点；同时采用粉末状聚甲醛材料可以提高内衬层表面光滑度，避免开裂、气泡等发生，使内衬层质量相比颗粒状聚甲醛材料提高显著。
[0023]本发明可以有效应用于联合制碱法生产氯化铵的物料传送管道的内衬层，也可以应用于其他介质为高腐蚀、高溶剂性物质的传送管件内衬制备。本发明可以有效应用于化工、石油、煤矿、海洋等领域的各种金属管件防腐层制备，对提高管件使用寿命、减少设备更换率、减小生产成本、提高产品质量具有十分重要的意义。
【附图说明】
[0024]图1为金属管放置于旋转辊筒上制备管道内衬示意图；
[0025]其中:I一金属管、2—聚甲酸复合材料内衬层、3—棍筒、4一皮带、5—电机。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0027]实施例1
[0028]—种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0029]共聚甲醛树脂M270:88.57 %，
[0030]聚丙烯:8.86%，
[0031]热塑性聚氨酯(牌号359 ):1.77%，
[0032]聚氰胺:0.16%，
[0033]抗氧剂264:0.32%，
[0034]硬脂酸钙:0.16%，
[0035]增容剂(偶联剂和稀释剂的质量比为0.6，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，稀释剂为丙二醇):0.16%
[0036]将以上各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0037]所得聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬的应用方法，采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。根据不同物料形状，适当调整制备工艺参数。例如金属管件为内径5cm、长度6m，包括以下步骤:
[0038](I)按照设计要求对金属管I内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0039](2)将标准化预处理的金属管I在热炉内进行预热，达到设定的加工温度180°C;
[0040](3)将温度达到设定加工温度的金属管I放置于旋转辊筒3上定位；
[0041](4)采用放料器，添料量为0.lkg/m，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管I内；
[0042](5)开动电机5，依靠皮带4使辊筒3旋转，从而带动金属管I以100r/min低速旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管I内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层2;控制金属管I旋转时间为30min。
[0043]实施例2
[0044]一种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0045]共聚甲醛树脂(M270):86.84%，
[0046]聚丙烯:8.68%，
[0047]热塑性聚氨酯(牌号359 ):3.48%，
[0048]三聚氰胺:0.17%，
[0049]抗氧剂1010:0.34%，
[0050]乙撑双硬脂酰胺:0.17%，
[0051 ]增容剂(偶联剂和稀释剂的质量比为0.5，偶联剂为硅烷偶联剂KH560，稀释剂为异戊醇):0.32%
[0052]将以上各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0053]所得聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬的应用方法，采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。根据不同物料形状，适当调整制备工艺参数。例如金属管件为内径5cm、长度6m，包括以下步骤:
[0054](I)按照设计要求对金属管I内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0055](2)将标准化预处理的金属管I在热炉内进行预热，达到设定的加工温度210°C;
[0056](3)将温度达到设定加工温度的金属管I放置于旋转辊筒3上定位；
[0057](4)采用放料器，添料量为lkg/m，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管I内；
[0058](5)开动电机5，依靠皮带4使辊筒3旋转，从而带动金属管I以200r/min低速旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管I内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层2;控制金属管I旋转时间为2 5m i η。
[0059]实施例3
[0060]—种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0061]共聚甲醛树脂(Μ270):85.15%，
[0062]聚丙烯:8.51%，
[0063]热塑性聚氨酯(牌号359):5.11%，
[0064]尿素:0.18%，
[0065]抗氧剂245:0.36%，
[0066]硬脂酸锌:0.18%，
[0067]增容剂(偶联剂和稀释剂的质量比为0.4，偶联剂为钛酸酯偶联剂，稀释剂为白油):0.51%
[0068]将以上各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0069]所得聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬的应用方法，采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。根据不同物料形状，适当调整制备工艺参数。例如金属管件为内径5cm、长度6m，包括以下步骤:
[0070](I)按照设计要求对金属管I内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0071](2)将标准化预处理的金属管I在热炉内进行预热，达到设定的加工温度240°C;
[0072](3)将温度达到设定加工温度的金属管I放置于旋转辊筒3上定位；
[0073](4)采用放料器，添料量为2kg/m，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管I内；
[0074](5)开动电机5，依靠皮带4使辊筒3旋转，从而带动金属管I以300r/min中速旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管I内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层2;控制金属管I旋转时间为20min。
[0075]实施例4
[0076]—种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0077]共聚甲醛树脂(M270):83.63%，
[0078]聚丙稀:8..36%，
[0079]热塑性聚氨酯(牌号359):6.69%，
[0080]三聚氰胺:0.17%，
[0081]季戊四醇酯:0.34%，
[0082]十八烷基芥酸酰胺:0.17%，
[0083]增容剂(偶联剂和稀释剂的质量比为0.3，偶联剂为磷酸酯偶联剂，稀释剂为白油):0.64%
[0084]将以上各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0085]所得聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬的应用方法，采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。根据不同物料形状，适当调整制备工艺参数。例如金属管件为内径5cm、长度6m，包括以下步骤:
[0086](I)按照设计要求对金属管I内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0087](2)将标准化预处理的金属管I在热炉内进行预热，达到设定的加工温度260°C;
[0088](3)将温度达到设定加工温度的金属管I放置于旋转辊筒3上定位；
[0089](4)采用放料器，添料量为3.5kg/m，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管I内；
[0090](5)开动电机5，依靠皮带4使辊筒3旋转，从而带动金属管I以400r/min中速旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管I内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层2;控制金属管I旋转时间为I Omin。
[0091]实施例5
[0092]—种聚甲醛复合材料，以重量百分比计，包括以下组分:
[0093]共聚甲醛树脂(M270):82.15%，
[0094]聚丙烯:8.21%，
[0095]热塑性聚氨酯(牌号359):8.21%，
[0096]聚氰胺:0.17%，
[0097]抗氧剂1010:0.35%，
[0098]硬脂酸镁:0.17%，
[0099]增容剂(偶联剂和稀释剂的质量比为0.2，偶联剂为铝酸酯偶联剂，稀释剂为白油):0.74%
[0100]将以上各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0101]所得聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬的应用方法，采用旋转熔融成型加工法，在金属管件内制备一层厚度均匀的聚甲醛内衬层。根据不同物料形状，适当调整制备工艺参数。例如金属管件为内径5cm、长度6m，包括以下步骤:
[0102](I)按照设计要求对金属管I内表面进行除锈、粗糙化等预处理；
[0103](2)将标准化预处理的金属管I在热炉内进行预热，达到设定的加工温度280°C;
[0104](3)将温度达到设定加工温度的金属管I放置于旋转辊筒3上定位；
[0105](4)采用放料器，添料量为5kg/m，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管I内；
[0106](5)开动电机5，依靠皮带4使辊筒3旋转，从而带动金属管I以500r/min高速旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管I内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层2;控制金属管I旋转时间为5min。
[0107]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种聚甲醛复合材料，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分: 共聚甲醛树脂:82.15%-88.57 %，聚丙烯:8.21 %-8.86%，热塑性聚氨酯:1.77%-8.21%，甲醛捕捉剂:0.16%-0.18%，抗氧剂:0.32%-0.36%，滑剂:0.16%-0.18%，增容剂:0.16 % -0.74% ;所述聚甲醛复合材料为微米级60-1 ΟΟΟμπι尺寸的粉末。2.根据权利要求1所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述共聚甲醛树脂采用牌号为Μ270的高流动性共聚甲醛。3.根据权利要求1所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述甲醛捕捉剂为聚氰胺、尿素和三聚氰胺中的一种。4.根据权利要求1所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂245、抗氧剂1010和季戊四醇酯中的一种。5.根据权利要求1所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述增容剂为偶联剂和稀释剂的混合物，所述的偶联剂和稀释剂的质量比为0.2-0.6。6.根据权利要求5所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂ΚΗ550、硅烷偶联剂ΚΗ560、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种;所述稀释剂为白油、丙二醇和异戊醇中的一种。7.根据权利要求1所述聚甲醛复合材料，其特征在于，所述滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酰胺和十八烷基芥酸酰胺中的一种。8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于，将各组分按次序依次投放到高速混料机中进行混合，然后将混合料通过双螺杆挤出机和造粒机进行挤出、造粒后得到颗粒状聚甲醛材料，干燥后通过深冷磨粉机进行粉末化处理并过筛。9.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬中的应用，其特征在于，包括如下步骤: (1)按照设计要求对金属管材内表面进行除锈、粗糙化等预处理； (2)将标准化预处理的金属管在热炉内进行预热，达到设定的加工温度； (3)将温度达到设定加工温度的金属管放置于旋转辊筒上定位； (4)采用放料器，将聚甲醛复合材料均匀适量的分布于金属管内； (5)开动电机，依靠皮带使辊筒旋转，从而带动金属管旋转，聚甲醛复合材料吸收热量熔融，并依靠离心力作用使材料在金属管内形成厚度均匀的聚甲醛复合材料内衬层。10.根据权利要求9所述聚甲醛复合材料在制备金属管道内衬中的应用，其特征在于，所述步骤(2)金属管加热温度为180-28(TC;所述步骤(4)聚甲醛复合材料添加量为0.1-5kg/m;所述步骤(5)金属管在棍筒上的转速小于500r/min ；控制金属管旋转时间为5-30mino
【文档编号】C08L23/12GK105907029SQ201610224632
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】宁宇, 陈威, 李亚斌, 聂增来, 李治水, 王松, 吴岩芳
【申请人】天津渤化永利化工股份有限公司