專(zhuān)利名稱(chēng)：：聚酰胺合金在制備帶法蘭管道管件或井口座產(chǎn)品上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚酰胺合金在制備帶法蘭的管道、管件或井口座產(chǎn)品上的應(yīng)用、特別是涉及用聚酰胺合金制造帶法蘭的管道、管件或井口座的方法和制得的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：聚酰胺是目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)工程塑料，可直接取代許多有色金屬材料，因而廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域，還可用于汽車(chē)部件、機(jī)械部件、電器、電子部件，還有尼龍管道、管件，以及制備的工業(yè)閥門(mén)或泵等諸多產(chǎn)品。雖然聚酰胺比其他塑料來(lái)看，有較高的抗拉強(qiáng)度，優(yōu)良的沖擊韌性及耐磨性。但是，它受溫度、水份的影響較為敏感。隨溫度、濕度的增大，其機(jī)械性能下降，如何有效地改善聚酰胺存在的性能缺點(diǎn)，多年來(lái)，人們一直在進(jìn)行這方面的探討，但是發(fā)展很慢。近幾年由于反應(yīng)性增容技術(shù)的不斷提升為聚酰胺合金的迅速發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了克服聚酰胺存在的性能缺點(diǎn)，提高聚酰胺在低溫狀態(tài)下的沖擊強(qiáng)度，降低吸濕性，提供一種使用性能穩(wěn)定的聚酰胺合金來(lái)制備帶法蘭的管道、管件或井口座的方法以及由該方法制得的產(chǎn)品。聚酰胺合金是以己內(nèi)酰胺為原料，配以玻璃纖維增強(qiáng)，加入有機(jī)納米蒙脫土(MTA)、炭黑、酞菁藍(lán)等，并在反應(yīng)過(guò)程中注入18%醋酸乙烯的乙烯一醋酸乙烯的接枝共聚物共混。再以強(qiáng)堿為引發(fā)劑，N—乙酰己內(nèi)酰胺或異氰酸酯類(lèi)化合物及衍生物為活化劑的作用下，于較高溫度的條件下進(jìn)行熔體共混共聚的產(chǎn)物。其反應(yīng)原理為先由強(qiáng)堿和己內(nèi)酰胺反應(yīng)生成己內(nèi)酰胺鈉鹽(即己內(nèi)酰胺陰離子)，它在反應(yīng)體系己內(nèi)酰胺溶液中顯示很強(qiáng)的極性，使己內(nèi)酰胺分子成為很活潑的陰離子，(由于分子中含有活潑的酰胺基因，因而它與玻璃纖維表面處劑硅烷的偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)比較易，增強(qiáng)效果顯著)，這個(gè)生成的陰離子化合物隨即與周?chē)牧硪粋€(gè)己內(nèi)酰胺分子反應(yīng)，生成另一個(gè)己內(nèi)酰胺陰離子。如此反復(fù)生成的氨基己酰己內(nèi)酰胺具有酰胺亞胺結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的親電性質(zhì)，成為鏈引發(fā)中心。這種活性中心一經(jīng)生成，就能以很大的速度4與酰胺陰離子起反應(yīng)，進(jìn)行鏈的增加，同樣的原理，己內(nèi)酰胺陰離子向酰亞胺的羰基進(jìn)攻，然后其堿性陰離子就立即為周?chē)募簝?nèi)酰胺分子所中和取代，同時(shí)又生成己內(nèi)酰胺陰離子，這些陰離子又繼續(xù)與酰胺末端加成。如此反復(fù)進(jìn)行，使鏈迅速增長(zhǎng)生成很長(zhǎng)很長(zhǎng)的線型高分子，緊接著這些大分子鏈插入到具有層狀結(jié)構(gòu)的納米朦脫土(MTA)的層間，形成二維有序納米插層聚合的聚酰胺合金材料，因而具有質(zhì)量輕、高強(qiáng)度、高模量、高耐熱性以及良好的尺寸穩(wěn)定性，克服了因吸濕性大帶來(lái)的制品尺寸和性能變化的缺陷，使綜合性能顯著提高，更適合制造專(zhuān)用設(shè)備，尤其是工業(yè)上廣泛使用的帶法蘭盤(pán)的管道、管件和石油行業(yè)專(zhuān)用的井口座。本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供一種用聚酰胺合金制備帶法蘭管道、管件或井口座的方法，該方法包括將原料配制攪拌均勻后，注入反應(yīng)釜。經(jīng)過(guò)熔體共混改性脫水制備活性料，然后注入預(yù)熱模中進(jìn)行立式或臥離心鑄塑聚合成型，其特征在于制備帶法蘭管道、管件和井口座所用的配比聚合原料，包括有己內(nèi)酰胺單體，填充增強(qiáng)改性料，增韌增塑劑，接枝共聚物、催化劑、助催化劑。配比聚合原料以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組份(1)己內(nèi)酰胺單體1100份。(2)填充增強(qiáng)改性料0.220份。(3)催化劑(金屬鈉或氫氧化鈉)0.00150.15份。(4)助催化劑(N—?；簝?nèi)酰胺或二苯甲烷二異氰酸脂)0.0040.4份。(5)增韌增塑劑HPT(六甲基磷酰三胺)0.05份。(6)接枝共聚物(醋酸乙烯)0.050.5份。所用填充增強(qiáng)改性料選擇自玻璃纖維、炭黑、酞菁藍(lán)、活性粉煤灰、聚四氟乙稀粉末(PTFE)、有機(jī)蒙脫土(MTA)等中的一種或幾種，助催化劑選自N—?；簝?nèi)酰胺或異氰酸苯酯二大類(lèi)。具體制備方法如下生產(chǎn)帶法蘭管道、管件和井口座等產(chǎn)品，主要采取立式或臥式離心鑄塑的成型方法。①根據(jù)管道、管件和井口座使用性能的不同要求，確定不同的原料配方，將配制好的原料裝入反應(yīng)容器中，共混塑煉10分鐘，溫度12013(TC時(shí)，注入催化劑，溫度升至140±5°C，反應(yīng)2530分鐘之后，加入助催化劑、攪拌均勻后，準(zhǔn)備鑄塑。②將按前述工藝制備好的聚合活性料迅速注入預(yù)熱至(175±5)'C的模具中。(D迅速開(kāi)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)模具旋轉(zhuǎn)，聚合活性料借助離心力的作用而緊貼于模具的內(nèi)壁上，邊聚合邊成型。保溫聚合2530分鐘，便可停車(chē)，自然冷卻至60。C左右脫模。將離心鑄塑的制品在沸水中或油液中蒸煮24小時(shí)(熱處理)，在水中或油中自然冷卻后定型，以消除內(nèi)應(yīng)力和提高制品的沖擊韌性。離心鑄塑的優(yōu)點(diǎn)是①可以制造薄壁的和很厚壁的環(huán)形制件，并可以生產(chǎn)直徑大于400毫米而且?guī)Хㄌm盤(pán)的直管與管件，這是其他塑料制造工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品。②在離心力的作用下，鑄件的內(nèi)部不產(chǎn)生縮孔、氣泡或傷痕，制品內(nèi)應(yīng)力很小或沒(méi)有，表面光潔度高。③可以制造具有不同特性的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的制品。如可以根據(jù)制品使用要求進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，將不同配方的聚合活性料按料的先后秩序復(fù)合在同一制品上。④脫模極為方便，適合大批量生產(chǎn)、各種規(guī)格尺寸帶法蘭盤(pán)的管道、管件、油田口座、托輥、滑輪以及諸多的通用機(jī)械配件。具體實(shí)施方式實(shí)施例1聚酰胺合金制備帶法蘭的管道、管件-將80份(重量份數(shù)計(jì)以下同)己內(nèi)酰胺、4份有機(jī)蒙脫土(MTA)、6份玻璃纖維、0.18份醋酸乙烯、0.2份炭黑、0.2份酞菁藍(lán)、1.5份增韌增塑劑(六甲基磷酰三胺)，將上述物料先在摻合器中干混，然后注入反應(yīng)容器中混煉，在溫度12013(TC下，共混塑煉10分鐘，抽真空(真空負(fù)壓達(dá)到0.095MPa)加入氫氧化鈉0.12份，繼續(xù)共混塑煉25—30分鐘，溫度為(140±5)。C，真空減壓(取消真空負(fù)壓)，在》720mmHg下，脫水至280PPm290PPm，注入0.04份二苯甲烷二異氰酸酯，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，迅速鑄入預(yù)熱至(170±5)。C的模具內(nèi)，旋轉(zhuǎn)離心聚合，2025分鐘后停車(chē)，自然冷卻到506(TC時(shí)，脫模即得到制品。實(shí)施例2聚酰胺合金制備帶法蘭的管道、管件將40份(重量份數(shù)計(jì)以下同)己內(nèi)酰胺、2份有機(jī)蒙脫土(MTA)、活性粉煤灰3份、0.l份炭黑、0.09份醋酸乙烯、0.l份酞菁藍(lán)、0.75份增韌增塑劑HPT六甲基磷酰三胺，將上述物料先在摻合器中干混，然后注入反應(yīng)容器中混煉，在溫度12013(TC，共混塑煉10分鐘，抽真空(真空負(fù)壓達(dá)到0.095MPa)加入氫氧化鈉0.06份，繼續(xù)共混塑煉25—30分鐘，溫度為(140±5)°C，真空減壓(取消真空負(fù)壓)，在》720mmHg下，脫水至280PPm290PPm，注入0.02份二苯甲烷二異氰酸酯，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅杆勹T入預(yù)熱至(170±5)'C的模具內(nèi)，旋轉(zhuǎn)離心聚合，2025分鐘后停車(chē)，自然冷卻到506(TC時(shí)，脫模即得到制品。實(shí)施例3聚酰胺合金制備井口座將40份(重量份數(shù)計(jì)以下同)己內(nèi)酰胺、2份有機(jī)蒙脫土(MTA)、聚四氟乙烯粉末3份、0.1份炭黑、0.09份醋酸乙烯以下步驟與實(shí)施例2反應(yīng)聚合成型的方式相同。現(xiàn)將聚實(shí)施例1_3所得材料的性能數(shù)據(jù)列于下表1、表2表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>幾種典型金屬及聚酰胺合金的比強(qiáng)度值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>用本發(fā)明的聚酰胺合金生產(chǎn)的帶法蘭盤(pán)管道、管件、井口座產(chǎn)品性能優(yōu)良，尤其是吸水率低，制品尺寸穩(wěn)定，可用于制備各種用途的管道、管件，其性能、技術(shù)指示均達(dá)到和超過(guò)同類(lèi)鋼質(zhì)產(chǎn)品的技術(shù)要求，并廣泛用于石油、化工、水電、汽車(chē)制造、海洋船舶制造、制藥、造紙、制堿行業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域。權(quán)利要求1、一種用聚酰胺合金材料制備帶法蘭管道、管件或井口座的方法，是將配比的聚合原料攪拌均勻后，注入反應(yīng)釜，通過(guò)熔體共混改性脫水制備聚合活性料，然后將聚合聚合活性料注入預(yù)熱模具中，進(jìn)行離心鑄塑聚合成型，所述聚合原料包括己內(nèi)酰胺單體、填充增強(qiáng)改性料、晶核試劑增韌增塑劑、接枝共聚物、催化劑和助催化劑。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備帶法蘭管道、管件或井口座的方法，其中聚合原料以重量份數(shù)計(jì)，包括以下組份①己內(nèi)酰胺單體1100份。②填充增強(qiáng)改性料0.220份。③催化劑O.00150.15份。④助催化劑O.0040.4份。⑤晶核試劑增韌增塑劑0.05份。接枝共聚物0.050.5份。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備帶法蘭管道、管件或井口座的方法，其中填充增強(qiáng)改性料選擇自玻璃纖維、炭黑、酞菁藍(lán)、活性粉煤灰、聚四氟乙稀粉末(PTFE)、有機(jī)蒙脫土(MTA)等中的一種或幾種，催化劑為金屬鈉或氫氧化鈉；助催化劑為N一酰胺或異氰酸苯酯二大類(lèi)；晶核試劑增韌增塑劑為六甲基磷酰三胺；接枝共聚物為醋酸乙烯。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備管道、管件或井口座的方法，其中使用的助催化劑選N—乙?；簝?nèi)酰胺或二苯甲烷二異氰酸酯。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶法蘭管道、管件或井口座的制備方法，其特征在于，①將配制好的聚合原料裝入反應(yīng)容器中，溫度9012(TC時(shí)，注入催化劑，溫度升至12015(TC，反應(yīng)2530分鐘之后，加入助催化劑、攪拌均勻后，作為聚合活性料準(zhǔn)備鑄塑；②將按前述工藝制備好的聚合活性料迅速注入預(yù)熱至(175±5)t:的模具中；③迅速開(kāi)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)模具旋轉(zhuǎn)，聚合活性料借助離心力的作用而緊貼于模具的內(nèi)壁上，邊聚合邊成型；④保溫聚合2530分鐘，便可停車(chē)，自然冷卻至6(TC左右脫模；⑤將離心鑄塑的制品在沸水中或油液中蒸煮24小時(shí)進(jìn)行熱處理，然后在水中或油中自然冷卻后定型，以消除內(nèi)應(yīng)力和提高制品的沖擊韌性。6、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶法蘭管道、管件的制備方法，是將重量份數(shù)80份己內(nèi)酰胺、4份有機(jī)蒙脫土、6份玻璃纖維、0.18份醋酸乙烯、0.2份炭黑、0.2份酞菁藍(lán)、1.5份六甲基磷酰三胺，先在摻合器中干混，然后注入反應(yīng)容器中混煉，在溫度12013(TC下，共混塑煉10分鐘，抽真空，真空負(fù)壓達(dá)到O.095Mpa，加入氫氧化鈉0.12份，繼續(xù)共混塑煉25—30分鐘，溫度為(140±5)'C，然后真空減壓，在》720畫(huà)Hg下，脫水至280PPm290PPm，注入0.04份二苯甲垸二異氰酸酯，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，迅速鑄入預(yù)熱至(170±5)'C的模具內(nèi)，旋轉(zhuǎn)離心聚合，2025分鐘后停車(chē)，自然冷卻到506(TC時(shí)，脫模即得到制品。7、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶法蘭管道、管件的制備方法，將重量份數(shù)40份己內(nèi)酰胺、2份有機(jī)蒙脫土、活性粉煤灰3份、0.l份炭黑、0.l份酞菁藍(lán)、0.75份六甲基磷酰三胺、0.09份醋酸乙烯，先在摻合器中干混，然后注入反應(yīng)容器中混煉，在溫度120130°C，共混塑煉10分鐘，抽真空，真空負(fù)壓達(dá)到0.095Mpa，加入氫氧化鈉0.06份，繼續(xù)共混塑煉25—30分鐘，溫度為(140±5)°C，真空減壓，在^720mmHg下，脫水至280PPm290PPm,注入0.02份二苯甲垸二異氰酸酯，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅杆勹T入預(yù)熱至(170±5)'C的模具內(nèi)，旋轉(zhuǎn)離心聚合，2025分鐘后停車(chē)，自然冷卻到506(TC時(shí)，脫模即得到制品。8、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的井口座的制備方法，將重量份數(shù)40份計(jì)己內(nèi)酰胺、2份有機(jī)蒙脫土、聚四氟乙烯粉末3份、0.l份炭黑、0.09份醋酸乙烯，將上述物料先在摻合器中干混，然后注入反應(yīng)容器中混煉，在溫度12013(TC，共混塑煉10分鐘，抽真空，真空負(fù)壓達(dá)到0.095Mpa，加入氫氧化鈉0.06份，繼續(xù)共混塑煉25—30分鐘，溫度為(140±5)。C，真空減壓，在》720mraHg下，脫水至280PPm290PPm，注入0.02份二苯甲垸二異氰酸酯，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，迅速鑄入預(yù)熱至(170±5)°C的模具內(nèi)，旋轉(zhuǎn)離心聚合，2025分鐘后停車(chē)，自然冷卻到506(TC時(shí)，脫模即得到制品。9、根據(jù)權(quán)利要求6或7的制備方法制得帶法蘭的管道和管件。10、根據(jù)權(quán)利要求8的制備方法制得的井口座。全文摘要本發(fā)明涉及聚酰胺合金制備帶法蘭管道管件或井口座產(chǎn)品的應(yīng)用，特別涉及用聚酰胺合金材料生產(chǎn)帶法蘭管道、管件或井口座產(chǎn)品的方法和制得的產(chǎn)品。將填充增強(qiáng)改性料混入己內(nèi)酰胺單體中充分?jǐn)嚢杈鶆?，并注入反?yīng)釜。通過(guò)熔體脫水制備活性料，再將醋酸乙烯共聚物加入進(jìn)去共混，并在催化劑等助劑的作用下，注入預(yù)熱至一定溫度的模具中，在離心力的作用下，聚合成型。用本發(fā)明的聚酰胺合金材料制得的帶法蘭的管道、管件，或油田井口座產(chǎn)品，機(jī)械性能好，沖擊強(qiáng)度比同類(lèi)型的機(jī)械共混物要高25倍，而且斷裂延伸率要大5倍多，比強(qiáng)度高于一些典型金屬，耐熱性卓越、吸濕性低于一般聚酰胺2～3倍，耐熔劑和耐化學(xué)藥品性好，耐堿腐蝕性極好。該產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)、成本低。文檔編號(hào)C08G69/16GK101579903SQ20091014774公開(kāi)日2009年11月18日申請(qǐng)日期2009年6月19日優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日發(fā)明者劉援朝,黃中南,黃曉丹申請(qǐng)人:黃中南