一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料及其制备方法与流程

本申请涉及高分子材料的，更具体地说，涉及一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料及其制备方法。

背景技术：

1、衬塑钢管是一种外部以钢或硬质结构为管道骨架，内衬防腐以及耐高温的树脂作为衬里层的管材。其通过钢管内衬自身物理和化学性能从而降低了管路输送介质对外部结构的冲击力，而且由于钢管内衬的缓冲作用，大大延长了管路的使用寿命，降低了使用成本。

2、在使用性能方面，钢管内衬需要具有一定的耐磨性，以降低水中杂质对钢管内衬的损坏。目前存在一种钢管内衬，其原料包括高密度聚乙烯、聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、纳米二氧化硅、多壁碳纳米管、抗氧剂168、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅油和成核剂。

3、经检测，上述钢管内衬的砂浆磨损率高达0.36％，磨损率较高，存在一定的下降空间。

技术实现思路

1、为了提高钢管内衬的耐磨性，降低水中杂质对钢管内衬造成的损害，本申请提供一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，采用如下的技术方案：

3、一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，包括如下重量份数的组分：

4、高密度聚乙烯50-70份、聚丙烯5-15份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-10份、聚酯树脂10-15份、润滑剂0.15-0.25份，以及

5、氧化锡1-2份和改性晶须20-25份；

6、所述改性晶须的制备原料包括碳酸钙晶须、表面活性剂、琥珀酸亚铁、水。

7、通过采用上述技术方案：晶须能够提高专用料的耐磨性，但晶须含量过高时，基体树脂的占比相对下降，连接增强相、传递应力的能力下降，同时会破坏基体的完整性导致强度下降，降低对耐磨性的提升效果；即目前无法通过提高晶须用量进一步提高耐磨性。

8、因此一方面使用表面活性剂，增强改性晶须与基体之间的润湿力和结合力，增强传递应力的能力。另一方面加入琥珀酸亚铁，其在水环境下解离成三价铁离子和琥珀酸根离子，琥珀酸根离子与晶须表面的碳酸钙发生离子取代反应，形成溶解度更小的钙盐并包覆在晶须的表面，阻碍团聚，提高改性晶须的分散性，从而可适当提高改性晶须的用量而不影响对耐磨性的提升效果；另一方面引入的三价铁离子与聚酯树脂反应生成新的化学键，使聚酯树脂的分子链更紧密，提高强度；因此改性晶须使得所制专用料的耐磨性显著增强；

9、经检测，加入有改性晶须的所制专用料，其砂浆磨损率最高仅为0.19％，耐磨性优异；而使用等量碳酸钙晶须代替改性晶须后，所制专用料的砂浆磨损率显著提升至0.42％，而单独使用表面活性剂改性的晶须后，专用料的砂浆磨损率也为0.33％，表明琥珀酸亚铁显著提升了改性晶须对专用料耐磨性的提升效果，仅使用表活改性虽有一定作用但效果不足。

10、可选的，所述改性晶须的制备方法为：向水中加入碳酸钙晶须、琥珀酸亚铁，搅拌混合，超声分散，再加入表面活性剂，升温搅拌混合，过滤去除滤液，洗涤，干燥，即得改性晶须。

11、通过采用上述技术方案：先加入琥珀酸亚铁，于水中解离，生成的琥珀酸根与碳酸钙晶须的反应生成钙盐，表面活性剂包覆改性的同时，钙盐在改性晶须表面附着。

12、可选的，所述升温搅拌混合的条件为：在75-85℃下搅拌混合25-35min。

13、通过采用上述技术方案：当升温搅拌混合的条件处于上述范围内时，反应充分，晶须的改性效果较佳，所制改性晶须有效提高专用料的耐磨性。

14、可选的，所述琥珀酸亚铁与碳酸钙晶须的重量比为(0.03-0.04):1。

15、通过采用上述技术方案：当琥珀酸亚铁的用量处于上述范围内时，改性晶须的分散性较佳，且所制专用料的耐磨性较佳。

16、可选的，所述表面活性剂与碳酸钙晶须的重量比为(0.5-0.7):1。

17、通过采用上述技术方案：当表面活性剂的用量处于上述范围内时，改性晶须与基体的结合效果更好，所制专用料的耐磨性较佳。

18、可选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

19、可选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油中的一种或两种。

20、第二方面，本申请提供一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料的制备方法，采用如下的技术方案：

21、一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料的制备方法，包括以下步骤：

22、将改性晶须、高密度聚乙烯、聚丙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚酯树脂、润滑剂、氧化锡混合，熔融挤出，造粒，即得高耐磨热水管用钢管内衬专用料。

23、通过采用上述技术方案：工艺步骤较少、简洁高效，有利于放大规模生产钢管内衬专用料，且以本申请所制钢管内衬专用料制得的管材，其耐磨性优异，满足使用需要。

24、综上所述，本申请具有以下有益效果：

25、1.本申请的专用料中加入改性晶须，借助碳酸钙晶须本身特性提高专用料的耐磨性，并加入琥珀酸亚铁改性碳酸钙晶须，来改善目前晶须量加大时反而抑制耐磨性提升效果的问题，从而实现专用料中改性晶须的适当增量，实现耐磨性能的进一步提升；

26、2、本申请中控制琥珀酸亚铁与表面活性剂的用量，提高二者对碳酸钙晶须的改性效果，保障专用料具有较优的耐磨性；

27、3、本申请的方法，工艺步骤较少、简洁高效，有利于工业化放大规模生产专用料，且所制专用料具有优异的耐磨性，且熔体质量流动速率满足q31 0115000199c002-2015《热水管用钢管内衬专用料》中的规定，满足使用需要。

技术特征：

1.一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于，所述改性晶须的制备方法为：向水中加入碳酸钙晶须、琥珀酸亚铁，搅拌混合，超声分散，再加入表面活性剂，升温搅拌混合，过滤去除滤液，洗涤，干燥，即得改性晶须。

3.根据权利要求2所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于，所述升温搅拌混合的条件为：在75-85℃下搅拌混合25-35min。

4.根据权利要求2所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于：所述琥珀酸亚铁与碳酸钙晶须的重量比为（0.03-0.04）:1。

5.根据权利要求2所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于：所述表面活性剂与碳酸钙晶须的重量比为（0.5-0.7）:1。

6.根据权利要求5所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油中的一种或两种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的高耐磨热水管用钢管内衬专用料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本申请涉及高分子材料的技术领域，具体公开了一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料及其制备方法。一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯50‑70份、聚丙烯5‑15份、氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物5‑10份、聚酯树脂10‑15份、润滑剂0.15‑0.25份，以及氧化锡1‑2份和改性晶须20‑25份；所述改性晶须的制备原料包括碳酸钙晶须、表面活性剂、琥珀酸亚铁、水。本申请的一种高耐磨热水管用钢管内衬专用料，可用于钢管内衬，其具有耐磨性好的优点，可降低水中杂质对钢管内衬的损坏。技术研发人员：包福金受保护的技术使用者：上海思奇高聚物材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18