技术领域
[0001] 本发明涉及管材表面涂层制备技术领域，具体是涉及一种利用金刚石粉体可控制备MPP非开挖管表面涂层的方法。
相关背景技术
[0002] 现代非开挖管技术是在地面不开挖的情况下，通过堪测、探查、导向、定向钻进、铺设地下公共市政管道的一种新型技术。它已经大规模应用于给排水管道、热力管道、输油管道、输气管道、电力电缆管道、通讯管道等所有的市政管道铺设和翻新改造中。应用非开挖管具有施工周期短、施工简单方便、减少对管道施工周围环境、交通、建筑物、绿化以及其他公共设施的破坏和不良影响等诸多优点。
[0003] 作为非开挖管技术的核心部件，MPP非开挖管，基本为挤出成型聚合物管，其表面和内部化学成分一致，为了保障热熔接驳的需求，管材表面硬度不能太高。在存放、运输、安装过程中容易被工具、载具等划伤，破坏了MPP非开挖管中的聚合物结晶态，成为力学薄弱点和化学薄弱点，从划伤处引发的机械破坏和化学腐蚀会有拓展效应，从而造管材的破坏。
具体实施方式
[0030] 实施例1
[0031] 微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层
[0032] 步骤如下：
[0033] ①首先用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取纳米金刚石粉体(粒径80～100nm)1g放置于反应管中，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷0.1g、乙醇1g、水0.2g、超支化聚酯2g，50℃水浴保温10min。在4000rpm下用高速剪切乳化均质搅拌4次，每次2min。反应完全后加入去离子水1g，80℃旋转蒸发除去乙醇，得改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0034] ②用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取微米金刚石粉体(粒径为5～25μm)0.5g放置于反应管中，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷0.05g、乙醇1g、水0.2g、超支化聚酯2g，50℃水浴保温10min。在4000rpm下用高速剪切乳化均质搅拌4次，每次2min。反应完全后加入去离子水1g，80℃旋转蒸发除去乙醇，得改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0035] ③称取以下3种组分，按改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、水性聚异氰酸酯的质量比为1∶0.5∶0.75混合，以400rpm的转速搅拌5min。
[0036] ④将步骤③获得的涂料刷涂在MPP非开挖管表面，自然风干，形成微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层。
[0037] 实施例2
[0038] 微米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层
[0039] 步骤同实施例1，省去步骤①，调整步骤③中改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、水性聚异氰酸酯的质量比为1.5∶0.75。
[0040] 实施例3
[0041] 纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层
[0042] 步骤同实施例1，省去步骤②，调整步骤③中改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、水性聚异氰酸酯的质量比为1.5∶0.75。
[0043] 对比实施例1
[0044] 聚合物改性MPP非开挖管表面涂层
[0045] 步骤同实施例1，区别为步骤①、②中不添加纳米、微米金刚石粉体。
[0046] 实施例1～3与对比实施例1所得涂层性能表征及硬度对比分析：
[0047] 通过图1可以看出，实施例1中制备的涂层可紧密均匀的附着在MPP非开挖管表面。通过图2可以看出，金刚石在实施例1‑3所制备涂层中都保持了完整的晶相结构。通过接触角试验证明了水在实施例1所制备的涂层表面无法完全浸润(图3)。用GB/T9286‑1998色漆和清漆漆膜的划格试验证明了实施例1所制备涂层在MPP管表面具有优秀的附着力(图4)。
通过图5可以看出，实施例1所制备涂层的SEM图能看到涂层与MPP基材的结合非常致密。通过图6可以看出，实施例2中制备的涂层可紧密均匀的附着在MPP非开挖管表面，且实施例2中制备的涂层中金刚石分布均匀，致密(图7)。
[0048] 通过GB/T 6739‑2006涂膜硬度铅笔测定法测试各种涂层的硬度，结果如表1所示。
[0049] 表1实施例1～3与对比实施例1所得涂层的硬度测试结果
[0050]
[0051]
[0052] 由表1可以看出，通过金刚石粉体改性制备的涂层要高于纯MPP，同时，通过调控不同改性粉体的比例可以获得硬度可控的改性涂料。
[0053] 实施例4
[0054] 微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层
[0055] 步骤如下：
[0056] ①首先用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取纳米金刚石粉体1g放置于反应管中，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷0.2g、乙醇2g、水0.5g、超支化聚酯3g，40℃水浴保温20min。在5000rpm下用高速剪切乳化均质搅拌3次，每次2min。反应完全后加入去离子水1.5g，70℃旋转蒸发除去乙醇，得改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0057] ②用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取微米金刚石粉体0.5g放置于反应管中，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷0.15g、乙醇3g、水0.8g、超支化聚酯6g，40℃水浴保温20min。在5000rpm下用高速剪切乳化均质搅拌3次，每次2min。反应完全后加入去离子水0.5g，70℃旋转蒸发除去乙醇，得改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0058] ③称取以下3种组分，按改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、水性聚异氰酸酯的质量比为1∶1∶1混合，以300rpm的转速搅拌10min。
[0059] ④将步骤③获得的涂料刷涂在MPP非开挖管表面，自然风干，形成微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层。
[0060] 实施例5
[0061] 微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层
[0062] 步骤如下：
[0063] ①首先用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取纳米金刚石粉体1g放置于反应管中，然后加入氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷0.05g、乙醇1.5g、水0.5g、超支化聚酯3g，30℃水浴保温20min。在2000rpm下用高速剪切乳化均质搅拌4次，每次8min。反应完全后加入去离子水0.5g，70℃旋转蒸发除去乙醇，得改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0064] ②用乙醇/水溶液清洗反应管2次，称取微米金刚石粉体0.5g放置于反应管中，然后加入氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.3g、乙醇4g、水1g、超支化聚酯5g，45℃水浴保温15min。在2500rpm下用高速剪切乳化均质搅拌3次，每次8min。反应完全后加入去离子水2g，
85℃旋转蒸发除去乙醇，得改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液。
[0065] ③称取以下3种组分，按改性纳米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、改性微米金刚石粉体分散在超支化聚酯中的混合液、水性聚异氰酸酯的质量比为1∶1.5∶1.25混合，以500rpm的转速搅拌3min。
[0066] ④将步骤③获得的涂料刷涂在MPP非开挖管表面，自然风干，形成微米和纳米金刚石粉体改性MPP非开挖管表面涂层。
[0067] 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
