一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，按重量百分比包括以下組分：丁基橡膠10-40％，氯磺化聚乙烯5-30％，高密度聚乙烯2-15％，氧化鋅2-5％，氧化鎂2-5％，氯化石蠟5-15％，硫磺0.2-1.5％，促進劑0.5-1.5％,白炭黑2-10％，高嶺土2-10％，有機硅改性環氧樹脂0.2-1％。制備方法包括：(1)將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟混煉均勻；(2)加入白炭黑、高嶺土、促進劑DM、氧化鋅、氧化鎂再混煉，壓制成片，冷卻；(3)在開煉機上加入硫磺與步驟(2)中得到的產物，混煉均勻，通過擠出機涂覆在管道內壁上，硫化40-60分鐘。
【專利說明】一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及材料領域，特別是一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]城市地下燃氣管線使用時間到達一定的年限后，管道內壁會因腐蝕而產生泄漏，產生巨大的安全隱患。在城市里通過開挖更換管線費用極大，且對于部分地段來說，受限于地下巖土結構、地下空間環境以及管道布線方式等因素，即使在無成本限制的條件下也幾乎不可能開挖更換管線。為了解決上述問題，近年來本領域采用非開挖的方法，在舊的管線內貼上帶有防滲膜的纖維軟管，能使原有的管線延長使用壽命30-50年，具有良好的社會效益和經濟效益。在進行管道修復工作時，如果管道內徑不同，使用具有彈性的軟管，既簡化了施工工作又避免用兩種軟管造成的接頭問題。這種軟管的防滲膜直接與管內介質接觸，其使用壽命與防滲膜的耐介質性能直接相關。因此，研制既具有彈性又耐介質的防滲膜材料具有重要的價值。
[0003]從現有的文獻資料來看，還沒有適用于這種具有彈性又耐介質的防滲膜材料非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料及其制備方法，該膜材料既具有良好的耐介質性又具有優異的彈性，制備方法簡潔高效。
[0005]本發明提供的一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，按重量百分比包括以下組分:丁基橡膠10-40%，氯磺化聚乙烯5-30%，高密度聚乙烯2-17.5%，氧化鋅2-5 %，氧化鎂2-5 %，氯化石蠟5-15 %，硫磺0.2-1.5 %，促進劑0.5-1.5 %，白炭黑2-10 %，高嶺土 2-15.3 %，有機硅改性環氧樹脂0.2-1 %。
[0006]優選地，按重量百分比包括以下組分:丁基橡膠30%，氯磺化聚乙烯20%，高密度聚乙烯10%，氧化鋅4%，氧化鎂2.5%，氯化石蠟10%，硫磺0.7%，促進劑1%，白炭黑6 %，高嶺土 15.3%，有機硅改性環氧樹脂0.8%。
[0007]優選地，所述促進劑為促進劑DM。
[0008]優選地，所述氯化石蠟的含氯量為40-70%。
[0009]優選地，有機硅改性環氧樹脂為Silquest A187, TB440, TB450, TB681中的一種或幾種。
[0010]本發明還相應地提供了上述用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料的制備方法，該方法依次包括如下步驟:
[0011](I)將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟放入橡膠密煉機中混煉均勻；
[0012](2)然后加入白炭黑、高嶺土、促進劑、氧化鋅、氧化鎂再混煉10-20分鐘，在壓片機上壓制成1.5-2cm厚的片，冷卻后存放待用；
[0013](3)在開煉機上加入硫磺與步驟(2)中得到的產物，混煉均勻，通過擠出機均勻涂覆在管道內壁上，然后在140-180°C的溫度下硫化40-60分鐘得到成品。
[0014]所述擠出機為T形擠出機和Y形擠出機，即擠出機機頭為T形或Y形的擠出機，本領域技術人員可以根據實際生產需要進行適應性選擇。
[0015]本發明提供的一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，同時具有良好的耐介質性和彈性，可以涂覆于燃氣管道內壁，防止管道發生泄漏。其中在耐介質方面適用于原油、天然氣、汽油、鹽霧等多種介質，應用范圍較廣，并在上述介質中表現出了較強的熱穩定性。此外在抗拉伸強度等其他力學性能指標上也表現優異，該膜材料制備方法簡潔高效，適用于大規模生產和應用。
【具體實施方式】
[0016]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0017]實施例1
[0018]按如下重量百分比配制原料:
[0019]丁基橡膠 20%，
[0020]氯磺化聚乙烯30%，
[0021]高密度聚乙烯17.5%，
[0022]氧化鋅3.5%，
[0023]氧化鎂2.5%，
[0024]氯含量為40%的氯化石蠟8%，
[0025]硫磺0.7%,
[0026]促進劑DMl %，
[0027]白炭黑6%，
[0028]高嶺土10%，
[0029]有機娃改性環氧樹脂Silquest A187 0.8%。
[0030]制備方法按如下步驟進行:將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟放入橡膠密煉機中混煉均勻；然后加入白炭黑、高嶺土、促進劑DM、氧化鋅、氧化鎂再混煉10分鐘，在壓片機上壓制成2cm厚的片，冷卻后存放待用；在開煉機上加入硫磺與存放待用的產物，混煉均勻，通過Y形擠出機均勻涂覆在纖維軟管內壁上，然后在140°C的溫度下硫化60分鐘得到成品。
[0031]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0032]拉伸強度:15.1MPa,斷裂伸長率:350 %，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C, 30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0033]實施例2
[0034]按如下重量百分比配制原料:
[0035]丁基橡膠 30%，
[0036]氯磺化聚乙烯20 %，
[0037]高密度聚乙烯10%，
[0038]氧化鋅4%，
[0039]氧化鎂2.5%，
[0040]氯含量為70%的氯化石蠟10%，
[0041]硫磺0.7%,
[0042]促進劑DMl %，
[0043]白炭黑6%，
[0044]高嶺土15.3%，
[0045]有機硅改性環氧樹脂Silquest TB440 0.5%。
[0046]制備方法按如下步驟進行:將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟放入橡膠密煉機中混煉均勻；然后加入白炭黑、高嶺土、促進劑DM、氧化鋅、氧化鎂再混煉20分鐘,在壓片機上壓制成1.5cm厚的片,冷卻后存放待用；在開煉機上加入硫橫與存放待用的產物，混煉均勻，通過T形擠出機均勻涂覆在纖維軟管內壁上，然后在180°C的溫度下硫化40分鐘得到成品。
[0047]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0048]拉伸強度:12.5MPa，斷裂伸長率:410 %，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C, 30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0049]實施例3
[0050]按如下重量百分比配制原料:
[0051]丁基橡膠 40%，
[0052]氯磺化聚乙烯10%，
[0053]高密度聚乙烯10%，
[0054]氧化鋅3.5%，
[0055]氧化鎂2%，
[0056]氯含量為40%的氯化石蠟10%，
[0057]硫磺0.7%,
[0058]促進劑DMl %，
[0059]白炭黑7.5%，
[0060]高嶺土14.5%，
[0061]有機硅改性環氧樹脂Silquest TB450 0.8%。
[0062]制備方法按如下步驟進行:將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟放入橡膠密煉機中混煉均勻；然后加入白炭黑、高嶺土、促進劑DM、氧化鋅、氧化鎂再混煉15分鐘,在壓片機上壓制成1.5cm厚的片,冷卻后存放待用；在開煉機上加入硫橫與存放待用的產物，混煉均勻，通過Y形擠出機均勻涂覆在纖維軟管內壁上，然后在160°C的溫度下硫化50分鐘得到成品。
[0063]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0064]拉伸強度:16.4MPa，斷裂伸長率:320 %，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C, 30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0065]實施例4
[0066]按如下重量百分比配制原料:
[0067]丁基橡膠 10%，
[0068]氯磺化聚乙烯30%，
[0069]高密度聚乙烯17.5%，
[0070]氧化鋅5%，
[0071]氧化鎂5%，
[0072]氯含量為52%的氯化石蠟15%，
[0073]硫橫1.5 % ,
[0074]促進劑DMl.5%，
[0075]白炭黑10%，
[0076]高嶺土4.3%，
[0077]有機硅改性環氧樹脂TB681 0.2%。
[0078]制備方法同實施例3。
[0079]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0080]拉伸強度:13.4MPa，斷裂伸長率:280 %，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C, 30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0081]實施例5
[0082]按如下重量百分比配制原料:
[0083]丁基橡膠 40%，
[0084]氯磺化聚乙烯30%，
[0085]高密度聚乙烯2%，
[0086]氧化鋅2%，
[0087]氧化鎂5%，
[0088]氯含量為52%的氯化石蠟5%，
[0089]硫橫0.2%，
[0090]促進劑DMl.5%，
[0091]白炭黑2%，
[0092]高嶺土11.3%，
[0093]有機硅改性環氧樹脂TB681 1.0%。
[0094]制備方法同實施例3。
[0095]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0096]拉伸強度:14.9MPa，斷裂伸長率:330 %，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C, 30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0097]實施例6
[0098]按如下重量百分比配制原料:
[0099]丁基橡膠 40%，
[0100]氯磺化聚乙烯5%，
[0101]高密度聚乙烯17.5%，
[0102]氧化鋅3.8%，
[0103]氧化鎂5%，
[0104]氯含量為70%的氯化石蠟15%，
[0105]硫磺0.2%,
[0106]促進劑DM0.5%,
[0107]白炭黑10%，
[0108]高嶺土2%，
[0109]有機硅改性環氧樹脂TB681 1.0%。
[0110]制備方法同實施例3。
[0111]上述膜材料的主要性能指標如下:
[0112]拉伸強度:llMPa，斷裂伸長率:280%，耐原油:60°C，30天不溶脹，耐汽油:60°C，30天不溶脹，耐天然氣:60°C，30天無變化，耐鹽霧:1000h無變化。
[0113]以上對本發明所提供的一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料及其制備方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾。這些改進和修飾也應當落入本發明權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，其特征在于，按重量百分比包括以下組分:丁基橡膠10-40%，氯磺化聚乙烯5-30%，高密度聚乙烯2-17.5%，氧化鋅2-5 %，氧化鎂2-5 %，氯化石蠟5-15 %，硫磺0.2-1.5 %，促進劑0.5-1.5 %，白炭黑2-10%，高嶺土 2-15.3%，有機硅改性環氧樹脂0.2-1%。
2.根據權利要求1所述的用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，其特征在于，按重量百分比包括以下組分:丁基橡膠30 %，氯磺化聚乙烯20 %，高密度聚乙烯10%，氧化鋅4%，氧化鎂2.5%，氯化石蠟10%，硫磺0.7%，促進劑1%，白炭黑6%，高嶺土 15.3 %，有機硅改性環氧樹脂0.8%。
3.根據權利要求1或2所述的用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，其特征在于，所述氯化石蠟的含氯量為40-70%。
4.根據權利要求1或2所述的用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，其特征在于，有機硅改性環氧樹脂為Silquest A187, TB440, TB450, TB681中的一種或幾種的混合物。
5.根據權利要求1或2所述的用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料，其特征在于，所述促進劑為促進劑DM。
6.一種權利要求1或2所述用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料的制備方法，其特征在于，依次包括如下步驟: (1)將丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、高密度聚乙烯、氯化石蠟放入橡膠密煉機中混煉均勻； (2)然后加入白炭黑、高嶺土、促進劑、氧化鋅、氧化鎂再混煉10-20分鐘，在壓片機上壓制成1.5-2cm厚的片，冷卻后存放待用； (3)在開煉機上加入硫磺與步驟(2)中得到的產物，混煉均勻，通過擠出機均勻涂覆在管道內壁上，然后在140-180°C的溫度下硫化40-60分鐘得到成品。
7.根據權利要求6所述的用于非開挖管道內壁修復的彈性耐介質防滲膜材料的制備方法，其特征在于，所述擠出機為T形擠出機和Y形擠出機。
【文檔編號】C08K3/22GK104448588SQ201410799985
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】倪正發, 郭宇, 李雪妮, 胡宏 申請人:北京京能恒基新材料有限公司