油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚氨酯弹性体材料合成领域，具体涉及一种油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]油砂是炼制成品油的主要原材料，地壳表层的碎肩物或岩石与其中所含的水和沥青形成的混合物我们统称为油砂。目前世界上油砂矿主要采用露天开采的方式采出，并采用管道进行输送，露天开采工艺流程一般如下:首先将油砂采掘出来，粉碎后用高温碱水冲洗，再用过滤法分离油和砂，用离心机分离油和水，最后再炼制成油品。
[0003]目前，油砂采掘过程的输送主要依靠管道，由于油砂成分的复杂，一般的无内衬钢管、内衬高分子钢管、内衬橡胶钢管耐磨、耐冲击、耐水解性相对比较差，使用过程中很快就会磨穿，从而造成采油成本加大、采油效率低下以及油砂浆液泄漏污染环境。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种耐水解、高耐磨、耐冲击的油砂管内衬用聚氨酯弹性体材料及其制备方法。
[0005]本发明的技术解决方案是:
一种油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料，由A组分和B组分组成，其中:A组分以质量百分数计:
聚醚多元醇a: 0?55% ;
聚醚多元醇b: 0?90% ；
二苯基甲烷二异氰酸酯MD1:5?45% ；
抗水解稳定剂:0.5?1.5% ；
纳米材料:0.2?2% ；
B组分为扩链剂组分，扩链剂组分为3，3’- 二氯-4，4’- 二苯基甲烷二胺MOCA ;A组分/B组分的摩尔比0.9?0.98。
[0006]本发明的进一步改进在于:聚醚多元醇a采用聚氧化丙烯二元醇，聚醚多元醇b采用聚四亚甲基醚二醇，聚醚多元醇a与聚醚多元醇b之间的质量比为0?55:0?90。
[0007]本发明的进一步改进在于:聚醚多元醇a的分子量为600?3000 ;聚醚多元醇b的分子量为1000?2000。
[0008]本发明的进一步改进在于:二苯基甲烷二异氰酸酯为MD1-100、MD1-50 一种或两种的混合物。
[0009]本发明的进一步改进在于:抗水解稳定剂采用碳化二亚胺衍生物或环氧化合物。
[0010]本发明的进一步改进在于:抗水解稳定剂为单体态碳化二亚胺、聚合态碳化二亚胺、苯基缩水甘油醚。
[0011]本发明的进一步改进在于:纳米材料为纳米级二氧化娃、碳酸I丐、蒙脱土中的一种或几种混合。
[0012]油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括以下步骤:
制备A组分:先将聚醚多元醇a与聚醚多元醇b、纳米材料加入反应釜搅拌混合20?40min，料液升温至100?120°C，真空脱水1.5h，然后加入计量好的抗水解稳定剂，料液温度控制在120°C搅拌混合lh，降温后加入计量好的MDI，反应温度控制在75?85°C，反应3h，真空脱泡30min，即得NC0封端的预聚物a组分；
制备B组分:3，3’_ 二氯_4，4’_ 二苯基甲烧二胺，恪融待用；
聚氨酯弹性体制备:将A组分温度控制在75?85°C，B组分110?120°C，A组分/B组分的摩尔比0.95，混合浇注到模具中，模具温度控制在90°C，凝胶后40min脱模，然后110?120°C硫化10?12h，即得油砂管内衬用聚氨酯弹性体材料。
[0013]本发明与现有技术相比具有以下优点:(1)采用相关原材料绿色环保，无污染，低气味，不产生任何有毒副产物，生产过程中对人体无害，能够完全满足环保要求；(2)本发明通过添加抗水解助剂和纳米增强填料，从化学结构和物理改性上提高了材料的耐水解和耐磨性能；(3)本发明通过原材料的配比优化，料液黏度更稀，凝胶时间更长，可以使油砂管内衬的生产操作工艺更加方便。
[0014]本发明所得的聚氨酯弹性体材料经检测，性能指标可以达到:
硬度:80?98A ；
密度:1.1 ?1.3g/cm3；
撕裂强度:50?120KN/m ;
拉伸强度:30?60MPa ；
断裂伸长率:220?550% ；
磨耗:20?80mm3;
回弹性:40?60%。
[0015]【具体实施方式】:
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，下列实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0016]一种油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料，由A组分和B组分组成，其中:A组分以质量百分数计:
聚醚多元醇a: 0?55% ;
聚醚多元醇b: 0?90% ；
二苯基甲烷二异氰酸酯MD1:5?45% ；
抗水解稳定剂:0.5?1.5% ；
纳米材料:0.2?2% ；
B组分为扩链剂组分，扩链剂组分为3，3’- 二氯-4，4’- 二苯基甲烷二胺MOCA ;A组分/B组分的摩尔比0.9?0.98。
[0017]聚醚多元醇a采用聚氧化丙烯二元醇，聚醚多元醇b采用聚四亚甲基醚二醇，聚醚多元醇a与聚醚多元醇b之间的质量比为0?55:0?90。聚醚多元醇a的分子量为600?3000 ;聚醚多元醇b的分子量为1000?2000。二苯基甲烷二异氰酸酯为MD1-100、MD1-50一种或两种的混合物。抗水解稳定剂采用碳化二亚胺衍生物或环氧化合物，如单体态碳化二亚胺、聚合态碳化二亚胺、苯基缩水甘油醚。纳米材料为纳米级二氧化硅、碳酸钙、蒙脱土中的一种或几种混合。
[0018]油砂管内衬用高性能聚氨酯弹性体材料的制备方法，包括以下步骤:
制备A组分:先将聚醚多元醇a与聚醚多元醇b、纳米材料加入反应釜搅拌混合20?40min，料液升温至100?120°C，真空脱水1.5h，然后加入计量好的抗水解稳定剂，料液温度控制在120°C搅拌混合lh，降温后加入计量好的MDI，反应温度控制在75?85°C，反应3h，真空脱泡30min，即得NC0封端的预聚物a组分；
制备B组分:3，3’_ 二氯-4，4’_ 二苯基甲烷二胺M0CA，熔融待用；
聚氨酯弹性体制备:将A组分温度控制在75?85°C，B组分110?120°C，A组分/B组分的摩尔比0.95，混合浇注到模具中，模具温度控制在90°C，凝胶后40min脱模，然后110?120°C硫化10?12h，即得油砂管内衬用聚氨酯弹性体材料。
实施例1:
制备A组分:分别称量分子量为1000的聚氧化丙稀二兀醇200kg、分子量为1000的聚四亚甲基醚二醇800kg、纳米级碳酸钙5kg加入反应釜中混合搅拌，温度保持在120°C真空脱水1.5h，然后加入抗水解稳定剂单体碳化二