一種聚甲醛復合材料及其在制備金屬管道內襯中的應用
【專利摘要】本發明公開了一種聚甲醛復合材料及其在制備金屬管道內襯的應用方法，聚甲醛復合材料，以重量百分比計,包括以下組分：共聚甲醛樹脂：82.15％?88.57％，聚丙烯：8.21％?8.86％，熱塑性聚氨酯：1.77％?8.21％，甲醛捕捉劑：0.16％?0.18％，抗氧劑：0.32％?0.36％，滑劑：0.16％?0.18％，增容劑：0.16％?0.74％；所述聚甲醛復合材料為微米級60?1000μm尺寸的粉末。采用深冷磨粉法將聚甲醛復合材料研磨成微米級粉末，并采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。本發明方法應用于各種金屬管件內襯的制造，具有成型快、成本低、操作簡便、耐磨損、耐化學品種多、防腐效果好等優點，同時采用粉末狀聚甲醛材料可以提高內襯層表面光滑度，避免開裂、氣泡等發生，使內襯層質量提高顯著。
【專利說明】
一種聚甲醛復合材料及其在制備金屬管道內襯中的應用
技術領域
[0001]本發明涉及一種聚甲醛復合材料及其在金屬管道內襯的應用方法，尤其是一種經過復合改性的粉末狀聚甲醛材料，應用旋轉熔融成型法制備金屬管道內襯的方法。
【背景技術】
[0002]采用侯氏聯合制堿法生產工藝中，管道輸送介質為溫度較高的飽和氯化銨溶液，由于溶液呈弱酸性且含有大量的氯離子，使得該溶液對金屬管道具有極強的電化學腐蝕，這對生產裝置的長周期穩定運行產生了極大影響。
[0003]聚甲醛材料具有價格低廉，比剛度和比強度高，使用溫度高、范圍廣，耐腐蝕性優秀，以及耐摩擦磨損性好等優點，可應用于金屬管道防腐蝕內襯的使用。
[0004]但是由于顆粒狀聚甲醛材料在加工熔融溫度高、范圍窄，出現顆粒材料不能完全熔融、熔融受熱不均而引發聚甲醛分子高溫分解、熔體內部出現氣泡、熔體表面收縮，造成表面粗糙開裂等現象。不能較好的實現加工成型。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種聚甲醛復合材料及其在制備金屬管道內襯的應用方法，克服現有技術中在成型加工制備金屬管道內襯時，出現材料熔融不均、材料受高溫分解產生氣泡，熔體表面收縮，造成表面粗糙開裂等問題。
[0006]本發明采用的技術方案是:一種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0007]共聚甲醛樹脂:82.15%-88.57 %，聚丙烯:8.21%-8.86%，熱塑性聚氨酯:I.77 % -8.21 %，甲醛捕捉劑:0.16%-0.18%,抗氧劑:0.32 %-0.36 % ,滑劑:0.16%-
0.18 %，增容劑:0.16 % -0.74 % ;所述聚甲醛復合材料為微米級60-1 ΟΟΟμπι尺寸的粉末。
[0008]所述共聚甲醛樹脂可以包括高流動性共聚甲醛(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號產品，優選的采用牌號為Μ270的高流動性共聚甲醛，優點是比其他聚甲醛牌號的流動性更好，熔融指數可以達到27g/10min左右。
[0009]熱塑性聚氨酯可以包括192、385、345、359、460、150等所有聚氨酯牌號產品，優選采用牌號為359的高韌性熱塑性聚氨酯。
[0010]采用聚丙烯的優點是:聚丙烯具有優異的耐溶劑性、流動性、電絕緣性、化學穩定性以及極好的長期耐溫性能和抗內壓性能。
[0011 ]所述甲醛捕捉劑為聚氰胺、尿素和三聚氰胺中的一種。
[0012]所述抗氧劑為抗氧劑264、抗氧劑245、抗氧劑1010和季戊四醇酯中的一種。
[0013]所述增容劑為偶聯劑和稀釋劑的混合物，所述的偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.2-
0.6。所述偶聯劑為硅烷偶聯劑KH550、硅烷偶聯劑KH560、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種;所述稀釋劑為白油、丙二醇和異戊醇中的一種。
[0014]所述滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、乙撐雙硬脂酰胺和十八烷基芥酸酰胺中的一種。
[0015]聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯中的應用，采用旋轉熔融成型方法，通過調整生產工藝，制備金屬管道防腐內襯層，包括如下步驟:
[0016](I)按照設計要求對金屬管內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0017](2)將標準化預處理的金屬管在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度；
[0018](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管放置于旋轉輥筒上定位；
[0019](4)采用放料器，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管內；
[0020](5)開動電機，依靠皮帶使輥筒旋轉，從而帶動金屬管旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層。
[0021]所述步驟(2)金屬管加熱溫度為180-280°C;所述步驟(4)聚甲醛復合材料添加量為0.l_5kg/m;步驟(5)金屬管在棍筒上的轉速小于500r/min;控制金屬管旋轉時間為5-30mino
[0022]本發明的有益效果是:本發明所提供的一種聚甲醛復合材料及其在制備金屬管道內襯的應用方法，可以應用于各種金屬管件內襯的制造，具有成型快、成本低、操作簡便、耐磨損、耐化學品種多、防腐效果好等優點；同時采用粉末狀聚甲醛材料可以提高內襯層表面光滑度，避免開裂、氣泡等發生，使內襯層質量相比顆粒狀聚甲醛材料提高顯著。
[0023]本發明可以有效應用于聯合制堿法生產氯化銨的物料傳送管道的內襯層，也可以應用于其他介質為高腐蝕、高溶劑性物質的傳送管件內襯制備。本發明可以有效應用于化工、石油、煤礦、海洋等領域的各種金屬管件防腐層制備，對提高管件使用壽命、減少設備更換率、減小生產成本、提高產品質量具有十分重要的意義。
【附圖說明】
[0024]圖1為金屬管放置于旋轉輥筒上制備管道內襯示意圖；
[0025]其中:I一金屬管、2—聚甲酸復合材料內襯層、3—棍筒、4一皮帶、5—電機。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0027]實施例1
[0028]—種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0029]共聚甲醛樹脂M270:88.57 %，
[0030]聚丙烯:8.86%，
[0031]熱塑性聚氨酯(牌號359 ):1.77%，
[0032]聚氰胺:0.16%，
[0033]抗氧劑264:0.32%，
[0034]硬脂酸鈣:0.16%，
[0035]增容劑(偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.6，偶聯劑為硅烷偶聯劑KH550，稀釋劑為丙二醇):0.16%
[0036]將以上各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0037]所得聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯的應用方法，采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。根據不同物料形狀，適當調整制備工藝參數。例如金屬管件為內徑5cm、長度6m，包括以下步驟:
[0038](I)按照設計要求對金屬管I內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0039](2)將標準化預處理的金屬管I在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度180°C;
[0040](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管I放置于旋轉輥筒3上定位；
[0041](4)采用放料器，添料量為0.lkg/m，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管I內；
[0042](5)開動電機5，依靠皮帶4使輥筒3旋轉，從而帶動金屬管I以100r/min低速旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管I內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層2;控制金屬管I旋轉時間為30min。
[0043]實施例2
[0044]一種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0045]共聚甲醛樹脂(M270):86.84%，
[0046]聚丙烯:8.68%，
[0047]熱塑性聚氨酯(牌號359 ):3.48%，
[0048]三聚氰胺:0.17%，
[0049]抗氧劑1010:0.34%，
[0050]乙撐雙硬脂酰胺:0.17%，
[0051 ]增容劑(偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.5，偶聯劑為硅烷偶聯劑KH560，稀釋劑為異戊醇):0.32%
[0052]將以上各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0053]所得聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯的應用方法，采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。根據不同物料形狀，適當調整制備工藝參數。例如金屬管件為內徑5cm、長度6m，包括以下步驟:
[0054](I)按照設計要求對金屬管I內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0055](2)將標準化預處理的金屬管I在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度210°C;
[0056](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管I放置于旋轉輥筒3上定位；
[0057](4)采用放料器，添料量為lkg/m，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管I內；
[0058](5)開動電機5，依靠皮帶4使輥筒3旋轉，從而帶動金屬管I以200r/min低速旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管I內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層2;控制金屬管I旋轉時間為2 5m i η。
[0059]實施例3
[0060]—種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0061]共聚甲醛樹脂(Μ270):85.15%，
[0062]聚丙烯:8.51%，
[0063]熱塑性聚氨酯(牌號359):5.11%，
[0064]尿素:0.18%，
[0065]抗氧劑245:0.36%，
[0066]硬脂酸鋅:0.18%，
[0067]增容劑(偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.4，偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，稀釋劑為白油):0.51%
[0068]將以上各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0069]所得聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯的應用方法，采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。根據不同物料形狀，適當調整制備工藝參數。例如金屬管件為內徑5cm、長度6m，包括以下步驟:
[0070](I)按照設計要求對金屬管I內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0071](2)將標準化預處理的金屬管I在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度240°C;
[0072](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管I放置于旋轉輥筒3上定位；
[0073](4)采用放料器，添料量為2kg/m，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管I內；
[0074](5)開動電機5，依靠皮帶4使輥筒3旋轉，從而帶動金屬管I以300r/min中速旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管I內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層2;控制金屬管I旋轉時間為20min。
[0075]實施例4
[0076]—種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0077]共聚甲醛樹脂(M270):83.63%，
[0078]聚丙稀:8..36%，
[0079]熱塑性聚氨酯(牌號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]增容劑(偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.3，偶聯劑為磷酸酯偶聯劑，稀釋劑為白油):0.64%
[0084]將以上各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0085]所得聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯的應用方法，采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。根據不同物料形狀，適當調整制備工藝參數。例如金屬管件為內徑5cm、長度6m，包括以下步驟:
[0086](I)按照設計要求對金屬管I內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0087](2)將標準化預處理的金屬管I在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度260°C;
[0088](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管I放置于旋轉輥筒3上定位；
[0089](4)采用放料器，添料量為3.5kg/m，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管I內；
[0090](5)開動電機5，依靠皮帶4使輥筒3旋轉，從而帶動金屬管I以400r/min中速旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管I內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層2;控制金屬管I旋轉時間為I Omin。
[0091]實施例5
[0092]—種聚甲醛復合材料，以重量百分比計，包括以下組分:
[0093]共聚甲醛樹脂(M270):82.15%，
[0094]聚丙烯:8.21%，
[0095]熱塑性聚氨酯(牌號359):8.21%，
[0096]聚氰胺:0.17%，
[0097]抗氧劑1010:0.35%，
[0098]硬脂酸鎂:0.17%，
[0099]增容劑(偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.2，偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑，稀釋劑為白油):0.74%
[0100]將以上各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩，得到尺寸60-1000μπι的粉末聚甲醛材料。
[0101]所得聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯的應用方法，采用旋轉熔融成型加工法，在金屬管件內制備一層厚度均勻的聚甲醛內襯層。根據不同物料形狀，適當調整制備工藝參數。例如金屬管件為內徑5cm、長度6m，包括以下步驟:
[0102](I)按照設計要求對金屬管I內表面進行除銹、粗糙化等預處理；
[0103](2)將標準化預處理的金屬管I在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度280°C;
[0104](3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管I放置于旋轉輥筒3上定位；
[0105](4)采用放料器，添料量為5kg/m，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管I內；
[0106](5)開動電機5，依靠皮帶4使輥筒3旋轉，從而帶動金屬管I以500r/min高速旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管I內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層2;控制金屬管I旋轉時間為5min。
[0107]以上所述僅是本發明的優選實施方式，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，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種聚甲醛復合材料，其特征在于，以重量百分比計，包括以下組分: 共聚甲醛樹脂:82.15%-88.57 %，聚丙烯:8.21 %-8.86%，熱塑性聚氨酯:1.77%-8.21%，甲醛捕捉劑:0.16%-0.18%，抗氧劑:0.32%-0.36%，滑劑:0.16%-0.18%，增容劑:0.16 % -0.74% ;所述聚甲醛復合材料為微米級60-1 ΟΟΟμπι尺寸的粉末。2.根據權利要求1所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述共聚甲醛樹脂采用牌號為Μ270的高流動性共聚甲醛。3.根據權利要求1所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述甲醛捕捉劑為聚氰胺、尿素和三聚氰胺中的一種。4.根據權利要求1所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑264、抗氧劑245、抗氧劑1010和季戊四醇酯中的一種。5.根據權利要求1所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述增容劑為偶聯劑和稀釋劑的混合物，所述的偶聯劑和稀釋劑的質量比為0.2-0.6。6.根據權利要求5所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑ΚΗ550、硅烷偶聯劑ΚΗ560、鈦酸酯偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種;所述稀釋劑為白油、丙二醇和異戊醇中的一種。7.根據權利要求1所述聚甲醛復合材料，其特征在于，所述滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、乙撐雙硬脂酰胺和十八烷基芥酸酰胺中的一種。8.根據權利要求1-7任意一項權利要求所述聚甲醛復合材料的制備方法，其特征在于，將各組分按次序依次投放到高速混料機中進行混合，然后將混合料通過雙螺桿擠出機和造粒機進行擠出、造粒后得到顆粒狀聚甲醛材料，干燥后通過深冷磨粉機進行粉末化處理并過篩。9.根據權利要求1-7任意一項權利要求所述聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯中的應用，其特征在于，包括如下步驟: (1)按照設計要求對金屬管材內表面進行除銹、粗糙化等預處理； (2)將標準化預處理的金屬管在熱爐內進行預熱，達到設定的加工溫度； (3)將溫度達到設定加工溫度的金屬管放置于旋轉輥筒上定位； (4)采用放料器，將聚甲醛復合材料均勻適量的分布于金屬管內； (5)開動電機，依靠皮帶使輥筒旋轉，從而帶動金屬管旋轉，聚甲醛復合材料吸收熱量熔融，并依靠離心力作用使材料在金屬管內形成厚度均勻的聚甲醛復合材料內襯層。10.根據權利要求9所述聚甲醛復合材料在制備金屬管道內襯中的應用，其特征在于，所述步驟(2)金屬管加熱溫度為180-28(TC;所述步驟(4)聚甲醛復合材料添加量為0.1-5kg/m;所述步驟(5)金屬管在棍筒上的轉速小于500r/min ；控制金屬管旋轉時間為5-30mino
【文檔編號】C08L23/12GK105907029SQ201610224632
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】寧宇, 陳威, 李亞斌, 聶增來, 李治水, 王松, 吳巖芳
【申請人】天津渤化永利化工股份有限公司